На този етап свойствата, състоянията, действията и други характеристики на елементарните обекти се изясняват под всякаква форма: устно, под формата на диаграми, таблици. Формира се представа за елементарните обекти, които съставляват оригиналния обект, тоест информационния модел.
Моделите трябва да отразяват най-съществените характеристики, свойства, състояния и взаимоотношения на обекти от обективния свят. Те предоставят пълна информация за обекта. Тя може да бъде универсална и доста обширна.
Не е нужно да има много информация. Важно е той да бъде "по същество на въпроса", тоест да съответства на целта, за която се използва.
За да проучи даден обект, човек събира информация за него.В зависимост от целта, за която се изследва, какви средства и знания притежава човек, ще се получи информация с различен обем. Един и същ обект може да се разглежда от различни гледни точки и съответно да се описва по различни начини. Някои свойства на обект могат да бъдат записани под формата на формули, свързващи различни параметри. Например законът за запазване на масата при химични реакции или законите за пречупване на светлината и т. н. За да опишете обектите, техните свойства и взаимоотношения, можете да използвате различни схеми, чертежи, знакови системи, числени характеристики. И въпреки че информацията не може да замени реален обект, всяко такова описание ще го характеризира с различна степен на точност.
В информационния модел параметрите на обекта и неговите компоненти се представят в числова, текстова или друга форма, а действията по време на изследването се представят под формата на процеси на обработка на информация.
Информационните модели играят много важна роля в човешкия живот.
Знанията, които получавате в института, имат формата на информационен модел, предназначен за изучаване на обекти и явления.
Информационният модел никога не характеризира напълно обекта и не трябва да прави това. За един и същ обект могат да бъдат изградени различни информационни модели.
Нека изберем обект като "човек" за моделиране. Човек може да се разглежда от различни гледни точки: като отделен индивид и като личност като цяло.
Ако имате предвид конкретен човек, тогава можете да изградите модели, които са представени в таблицата. 2.1-2.3.
Таблица 2.1. Кадетски информационен модел
Таблица 2.2. Информационен модел на посетителя мед. кабинет
Таблица 2.3. Информационен модел на служител на предприятие
Ако разглеждаме човек като биологичен вид, тогава е възможно да се изградят информационни модели, описващи структурата или функционирането на различни системи на тялото, например нервната система или кръвоносната система.
Нека разгледаме други примери за различни информационни модели за същия обект.
Множество свидетели на престъплението съобщават разнообразна информация за предполагаемия нападател – това са техните информационни модели. Представителят на полицията трябва да избере от потока информация най-важното, което ще помогне да се намери нарушителят и да се задържи. Представител на закона може да има повече от един информационен модел на бандит. Успехът на делото зависи от това колко правилно са избрани съществените характеристики и отхвърлени второстепенните.
Избор на най-важната информация за създаванеинформационен модел и неговата сложност се дължат на целта на моделирането.
Изграждането на информационния модел е отправната точка за фазата на разработване на модела.
Всички входни параметри на обектите, избрани по време на анализа, се подреждат в низходящ ред по важност и моделът се опростява в съответствие с целта на моделирането. Това отхвърля фактори, които са незначителни от гледна точка на този, който определя модела. Ако отхвърлим най-значимите фактори, тогава моделът ще се окаже неправилен.
Могат да бъдат изградени няколко модела в зависимост от броя на определящите фактори. Много изследвания използват техниката за създаване на модели за един обект, като се започне от най-простите - с минимален набор от дефиниращи параметри. Освен това моделите стават по-сложни, тоест се въвеждат онези параметри, които преди са били изхвърлени.
Понякога задачата може първоначално да бъде формулирана в опростена форма. Той ясно поставя цели и дефинира параметрите на модела, които трябва да бъдат взети предвид.
Всички елементарни обекти, избрани по време на анализа, трябва да бъдат показани във връзка. В информационния модел се показват само неоспорими връзки и очевидни действия. Такъв модел предоставя основната идея, която определя по-нататъшния ход на симулацията.
Емблематичен модел
Информационният модел, като правило, се представя в една или друга символна форма, която може да бъде компютърна или некомпютърна. Преди да се заеме с компютърно моделиране, човек прави предварителни скици на чертежи или диаграми на хартия, показва формули за изчисление. Процесът на творчество и изследване винаги включва болезнено търсене и кошница с изхвърлени чернови. И само за прости, познати задачи, не-компютърни модели на знаци не са необходими. Днес, когато компютърът се превърна в основен инструмент на изследователя, мнозина предпочитат предварителни скици, формули веднага съставят и пишат върху него.
Компютърен модел
След като моделът на информационния знак е сформиран, може да се пристъпи към същинското компютърно моделиране – създаването на компютърен модел. Веднага възниква въпросът за средствата, които са необходими за това, тоест за инструменти моделиране .
Има безброй софтуерни пакети, които позволяват изследване (моделиране) на информационни модели. Всяка софтуерна среда има свои собствени инструменти и ви позволява да работите с определени видове информационни обекти. Поради това пред изследователя е изправен трудния въпрос за избор на най-удобната и ефективна среда за решаване на проблема.
Някои софтуерни среди се използват от хората като ефективно помощно средство за реализиране на собствените им идеи. С други думи, човек вече знае какъв ще бъде моделът и използва компютър, за да му придаде символична форма. Например, графичните среди се използват за изграждане на геометрични модели, диаграми и среда на текстов редактор за словесни или таблични описания.
Други софтуерни среди се използват като средство за обработка на първоначална информация и получаване и анализ на резултати. Тук компютърът действа като интелигентен помощник. По този начин се обработват големи количества информация в среда на база данни или се извършват изчисления в електронни таблици.
В процеса на разработване на компютърен модел първоначалният информационен знаков модел ще претърпи някои промени във формата на представяне, тъй като трябва да бъде ориентиран към специфична софтуерна среда и инструменти.
Например, ако изследвате геометричен модел, състоящ се от елементарни графични обекти, средата на графичния редактор е удобна за моделиране. Въпреки това, за разработването на геометрични модели в някои случаи може да ви е необходима среда за програмиране с графични средства.
За вербални модели се използват текстови процесори с широки възможности за дизайн на изходния документ - редактор на формули, вградена бизнес графика, елементи на таблицата.
Има различни програми, които ви позволяват да включите в описанието блокови схеми на алгоритми, електронни схеми, диаграми и т.н.
В системите за управление на бази данни се реализират информационни модели, при които не само се показва информация за обекти, но и се посочват техните взаимоотношения.
Ако изследвате математически модел, тогава нито среда на графичен редактор, нито среда на база данни, нито среда на текстов процесор са подходящи за вас. Ефективен инструмент за изследване на математически модели е среда за програмиране, в която компютърният модел е представен под формата на програма. Друг мощен инструмент за изследване на такива модели е средата за електронни таблици. Тук оригиналният информационен знаков модел е представен под формата на таблица, свързваща елементарни обекти според правилата за изграждане на връзки в тази среда.
Компютърен модел - модел, реализиран посредством софтуерна среда.
Въз основа на гореизложеното можем да заключим, че при моделиране на компютър е необходимо да имаме представа за класовете софтуерни инструменти, тяхното предназначение, инструменти и технологични методи на работа.
Какво е обектен модел и защо се създава;
- каква роля играе информацията при създаването на модел;
- какво е информационен модел;
- каква е адекватността на информационния модел.
Ролята на целта в разработването на информационен модел на обект
Познавайки света около нас, всеки от нас си изгражда собствена представа за него. Един от методите на познанието е създаването и изучаването на модел на реален обект, процес или природен феномен. При конструирането и изследването на модел е обичайно да се въвежда обобщено понятие за обект на изследване (оригинал, прототип), като се има предвид всеки материален или нематериален обект (процес), както и природен феномен.
Моделът се разбира като материален или мислено въображаем обект, който в процеса на изследване замества оригиналния обект, така че неговото изследване дава нови знания за оригиналния обект. Моделът действа като своеобразен познавателен инструмент, който изследователят поставя между себе си и обекта на изследване и с помощта на който изучава обекта на интерес. Процесът на моделиране е цикличен процес, в резултат на който можете многократно да променяте самия модел, като непрекъснато го подобрявате и усъвършенствате.
При създаването на модел важна стъпка е събирането на информация за обект до степен, която изисква поставената цел за изграждане на модел. Без такава информация разработването на модел е невъзможно.
Моделът е обект, който отразява съществените свойства на реален обект на изследване, които са избрани в съответствие с дадена цел на моделиране.
Няма твърди и бързи правила за това как най-добре да представите модел. Въпреки това човечеството е натрупало огромен опит в тази област на дейност. Моделите могат да приемат всякакви форми и форми. Независимо от това, моделът може да бъде приписан или към класа на материалите, или към класа на нематериалните модели.
Всеки модел се създава и променя благодарение на наличната на човек информация за реални обекти или явления. Способността за създаване на модели, както и като цяло способността за опознаване на света наоколо, зависи от способността на човека да разбира правилно и обработва информацията. За да изследваме реален обект, ние целенасочено събираме информация за него.
Тази информация може да се съхранява в паметта на човек, но ако е представена под каквато и да е форма на един от езиците за кодиране на информация, тогава в този случай можем да говорим за създаване и използване на информационен модел на изследователския обект (оригинален ).
Изследването на някои страни на оригиналния обект се извършва с цената на отказ да се отразят другите страни. Следователно всеки информационен модел замества обект от реалния живот само в строго ограничен смисъл. От това следва, че за един обект могат да се създадат няколко информационни модела, които се фокусират върху определени аспекти на изследвания обект и характеризират обекта с различна степен на детайлност.
Като илюстрация, разгледайте жилищния сектор. Ще става дума за изграждане на жилищна сграда. Какъв трябва да бъде информационният модел на тази къща? Оказва се, че може да има много от тях. Техният брой се определя от целта, която стои пред този, който е свързан с тази конструкция. Очевидно гледните точки на купувач на апартамент, архитект, инвеститор и строителна компания при определяне на целта за изграждане на информационен модел се различават значително една от друга. Така за въпросната къща могат да се създадат няколко различни информационни модела в зависимост от целта, която се поставя пред тези, които я създават. Нека да разгледаме някои от тях.
Да предположим, че целта на купувача е да закупи удобен дом. За да се изгради информационен модел, най-съществената информация трябва да бъде избрана в съответствие с дадена цел. Въпреки че понятието комфорт е нееднозначно – всеки го разбира по свой начин, ние ще се опитаме да го изразим в една от възможните интерпретации. Нека изброим основните показатели, които трябва да определят комфорта. Къщата трябва да се намира на тихо зелено място, оборудвана със съвременни технически средства, да има подземен гараж, на входа да има портиер или охрана. За да се изгради информационен модел, е необходимо да се избере информация, която отразява всички горепосочени изисквания, и да се представи, например, под формата на таблица или списък. Задачата на купувача включва: търсене на фирми, които се занимават със строителството на подобни къщи; изграждане за всеки вариант на съответния информационен модел; въз основа на резултатите от анализа - избор на най-добрия вариант по отношение на целта. Избраната опция ще бъде информационният модел (Таблица 1.1).
Таблица 1.1. Информационни модели на строящи се къщи от гледна точка на купувача.
Целта е закупуване на комфортно жилище
Ще използваме подобна техника за изграждане на информационни модели за други хора, които се интересуват от строителство, например инвеститор и архитект. Ясно е, че и в двата случая целите ще бъдат напълно различни в сравнение с купувача, което означава, че моделите ще бъдат различни.
От гледна точка на инвеститора, основната цел е реализирането на печалба, което означава, че индикаторите, които съдържат информация, която го интересува, ще бъдат предимно от финансов характер (Таблица 1.2).
Таблица 1.2. Информационни модели на строящи се къщи от гледна точка на инвеститора.
Целта е да получите максимална печалба
От гледна точка на архитекта основната цел е да се разработи модерен архитектурен проект, отчитащ околната среда: прилежащата територия с преобладаващия стил на близки къщи, съществуваща инфраструктура, екология и т.н. Няколко варианта на информационния модел, съответстващ за тази цел са показани в табл. 1.3.
Нека подчертаем основното нещо, на което трябва да се обърне внимание при изграждането на информационен модел:
♦ първо, целта на изграждането на информационен модел трябва да бъде ясно формулирана;
♦ след това изберете подходяща за тази цел информация за няколко подобни изследователски обекта;
♦ след това представете тази информация, като използвате един от езиците за кодиране на информация, например под формата на списък с параметри (индикатори) и техните стойности за всеки обект в табличен вид (както е показано в таблици 1.1-1.3).
Таблица 1.3. Информационни модели на строящи се къщи от гледна точка на архитекта.
Целта е да се създаде архитектурен дизайн, който да отговаря на околната среда
Информационен модел е модел, който съдържа целенасочено подбрана и представена под някаква форма най-съществената информация за обект.
Информационните модели играят много важна роля в човешкия живот. Знанията, придобити в класната стая в училище, ви позволяват да съставяте различни информационни модели, които заедно отразяват информационната картина на света около вас.
Уроците по история позволяват да се изгради модел на развитие на обществото, а познаването на този модел ви позволява да създадете историята на живота си, като повтаряте грешките на предците си, или ги вземате предвид.
В уроците по астрономия те ви разказват за Слънчевата система, използвайки наличните средства.
В уроците по география получавате информация за географски обекти: планини, реки, градове и държави. Това също са информационни модели.
В уроците по химия информацията за химичните свойства и законите на взаимодействие на различни вещества се подкрепя от експерименти, които са модели на реални химични процеси.
Преди изграждането на модел е необходимо да се събере информация за изучавания предмет или явление и да се представи в подходяща форма. Формите на представяне на информационните модели могат да бъдат различни. Най-често използваните форми са:
♦ устни (словесни);
♦ подписани: таблични, графични, символни (текст, цифри, специални знаци);
♦ под формата на жестове или сигнали.
Формата на представяне на информацията обикновено зависи от инструмента, с който ще се обработва. В днешно време в повечето случаи за обработка на информация се използва компютър. Този универсален инструмент ви позволява да разработвате и изследвате модели на различни обекти: молекули и атоми, мостове и архитектурни структури, самолети и автомобили. В паметта на компютъра могат да се съхраняват големи количества информация за изследвания обект. Това ви позволява да разглеждате обект от различни ъгли, да изучавате неговата форма, състояния, действия, като използвате конкретен модел и подходящи методи за моделиране за всеки отделен случай.
Една от най-удобните форми за представяне на информационния модел е таблица. Именно тази форма беше избрана като основна в целия набор от учебници. Това се дължи и на факта, че моделирането и изследването на свойствата на модела ще се извършва на компютър, където се изисква стриктно формализиране на задачата. Такава таблица отразява основните характеристики на обекта, избран в съответствие с целта на моделирането. Примери за тази форма на представяне са табл. 1.1-1.3.
Концепцията за адекватността на информационния модел
Всеки модел трябва да отразява най-съществените, от гледна точка на целта, свойствата на обекта на изследване (оригинал или прототип). Обект на изследване може да бъде не само материален обект, който човек може да докосне (къща, дърво, цвете, мебел), но и нематериален обект, процес или явление (музика, устна история, природен феномен, танц) .
Съответствието на модела с оригинала може да се постигне по външен вид, по структура, в поведение, както поотделно, така и в съвкупността от тези характеристики, в зависимост от целта на изследването. Подходящостта на външния вид се постига основно чрез задоволяване на конструктивни, ергономични и естетически изисквания. Съответствието в структурата се постига с помощта на систематичен анализ на обекта на изследване, в резултат на което се определя съставът на неговите елементи - прости обекти, съставляващи оригинала, както и връзките, които ги свързват. Всичко това взето заедно определя структурата на изследвания обект, чиито най-съществени характеристики трябва да бъдат отразени в модела. Съответствието в поведението се постига чрез анализиране на поведението на прототипа, тоест изучаване на неговите динамични свойства и създаване на такъв модел, който да отразява най-значимите аспекти на това поведение.
Във всички тези случаи възниква проблемът за оценка на качеството на модела. Качеството на модела зависи от способността му да отразява и възпроизвежда обекти и явления от обективния свят, тяхната структура и правилен ред. Колко информация трябва да се събере, за да може полученият информационен модел да отразява напълно основните свойства на оригиналния обект? За да се отговори на този въпрос, концепцията за адекватност на модела се въвежда в моделирането.
Адекватността на модела е съответствието на модела с оригиналния обект по отношение на онези свойства, които се считат за съществени за изследването.
Адекватността на информационния модел е съответствието на информационния модел с оригиналния обект по отношение на онези свойства, които се считат за съществени за изследването.
Концепцията за адекватност е до известна степен условна, тъй като не може да се постигне пълно съответствие на модела с реален обект. Всеки модел се различава от оригинала. Моделът губи значението си както в случай на пълна адекватност на оригинала, когато престане да бъде модел и се превърне в точно копие на моделирания обект, така и в случай на недостатъчна адекватност, прекомерна разлика от оригинала, когато свойствата са от съществено значение за изследвания не са отразени в модела.
Информационният модел играе особена роля при определянето на степента на адекватност, която е необходима на изследователя не само като самостоятелен обект, но и като основа за създаване на материален модел. Нека припомним, че информационният модел включва само онези параметри (показатели), които отразяват информацията, която е най-значима от гледна точка на поставената цел. Това означава, че част от информацията няма да бъде включена в информационния модел. Как да намерим средата: какво да включим и какво да пренебрегнем? Отговорът на този въпрос може да бъде даден чрез проверка на адекватността на информационния модел спрямо оригинала.
Адекватността на информационния модел се определя по няколко начина, но като правило това са строги математически методи за анализ, базирани на теорията на вероятностите и математическата статистика. Широко разпространен е методът на числения експеримент на компютър, при който е необходимо и прилагането на математически методи като средство за обобщаване на получените резултати.
За по-груба оценка на адекватността на модела можете да използвате по-прости методи: например да наблюдавате състоянието и поведението на оригиналния обект или да сравнявате с подобни реални или идеални обекти, които съществуват само в човешкото въображение.
Нека разгледаме предишния пример, свързан с изграждането на къща. Каква е адекватността на трите модела, представени в табл. 1.1-1.3, истински обект? Осъзнавайки, че истинският обект все още не е построен, е твърде рано да се говори за наличието на някаква адекватност. За това обаче моделите съществуват така, че на предварителните етапи да се постигнат възможно най-малките разлики между модела и реалния обект. От гледна точка на купувача може да се постигне по-голяма степен на адекватност, ако избраната опция изброява най-голям брой показатели, чиито стойности съответстват на посочената цел - максимален комфорт. Ако анализираме четирите опции за стойностите на параметрите в табл. 1.1, тогава предпочитание трябва да се даде на компанията Elita, но това ще бъде най-скъпото жилище. Ако купувачът въведе ограничения върху цената на апартамента, тогава адекватността на информационните модели на други компании е по-малка. В този случай е необходимо да се извърши допълнителна работа, за да се разберат техните изисквания, да се прецизират съществуващите информационни модели, за да се изяснят допълнителните информационни аспекти и след това да се преоцени адекватността и на трите варианта на модела. Същото трябва да се направи и за други информационни модели, за инвеститора и архитекта. Направи го сам.
Тестови въпроси и задачи
Задачи
1. Разгледайте различни варианти за информационни модели за примера на строяща се къща, даден в темата. За всеки модел оценете неговата адекватност.
2. Изберете обекта "училище" като обект на изследване и разработете информационни модели, които отразяват гледната точка на ученика, родителя на ученика и директора на училището. За всеки модел оценете неговата адекватност.
3. Изберете обекта "река" за вашето изследване и разработете информационни модели, които отразяват гледната точка на риболовеца и художника. За всеки модел оценете неговата адекватност.
4. Изберете обекта на магазина като обект на вашето изследване и разработете информационни модели, които отразяват перспективите на купувача, продавача и собственика на магазина. За всеки модел оценете неговата адекватност.
5. Изберете процеса на създаване на училищна пиеса като обект на изследване. Разработете няколко информационни модела. За всеки модел оценете неговата адекватност.
Контролни въпроси
1. Какво е обектен модел?
2. Какво се разбира под обект на изследване и какви са синонимите на това понятие?
3. Какви видове модели познавате?
4. Какво е информационен модел на обект?
5. Какво е най-важно при изграждането на информационен модел?
6. Каква е адекватността на модела и защо се въвежда това понятие ^
7. Как да се уверим, че информационният модел е адекватен; оригинален?
Информационен обект
След като изучавате тази тема, ще научите и повторите:
Какво е информационна картина на света;
- какво е информационен обект;
- как информационният модел и информационният обект се свързват един с друг.
Живеем в реалния свят, заобиколени от различни материални обекти. Наличието на информация за обекти от реалния свят поражда друг свят, неотделим от съзнанието на конкретни хора, където съществува само информацията. Ние даваме на този свят различни имена. Едно от тези имена е информационна картина на света.
Познанието на реалния свят става чрез информационната картина на света. Човек формира своя собствена представа за реалния свят, като получава и разбира информация за всеки реален обект, процес или явление. Освен това всеки човек има своя собствена информационна картина на света, която зависи от много фактори както от субективен, така и от обективен ред. Разбира се, тук важна роля играе нивото на образование на човек. Информационните картини на света за ученик, студент и учител ще се различават значително. Колкото по-обемна и по-разнообразна е информацията, която човек може да възприеме, толкова по-цветна се оказва тази картина. Така например информационната картина на света на детето изобщо не е същата като неговата. родители.
Един от начините за опознаване на реалния свят е моделирането, което се свързва преди всичко с подбора на необходимата информация и изграждането на информационен модел. Всеки информационен модел обаче отразява реален обект само в ограничен аспект – в съответствие с поставената от човека цел. Оттук възниква известна „неправилност” на светоусещането, ако човек го изучава само от една страна, обусловена от една цел. Цялостното познание за околния свят е възможно само когато има различни информационни модели, отговарящи на различни цели.
Да предположим, че сме създали няколко информационни модела за един обект в реалния свят (фиг. 1.2). Техният брой се определя от броя на поставените цели. Например, информационните модели на нашата планета за ученик, астроном, метеоролог и геодезист ще се различават значително, тъй като имат различни цели, което означава, че информацията, която избират и формират основата на информационния модел, ще бъде различна.
По време на разработката моделът непрекъснато се сравнява с прототипа, за да се оцени съответствието му с оригинала. Мярката за съответствие е концепцията за адекватност, разгледана в предишната тема.
Ориз. 1.2. Връзка между обекти от реалния свят и информационни модели
Какво се случва, ако работим само с информационни модели, откъсвайки се от реалния свят? В този случай необходимостта от концепцията за адекватност изчезва, тъй като, елиминирайки обекта, по този начин прекъсваме виртуалната връзка, която установява връзката обект-модел. Това означава, че ще се потопим напълно във виртуален, несъществуващ свят, в който циркулира само информация. Няма да има с какво да се сравнява модела, което означава, че няма да има нужда от самото моделиране.
Така моделът се превръща в един вид независим обект, който представлява колекция от информация.
Припомняйки концепцията за обект, който се определя като част от заобикалящия свят, разглеждан като едно цяло, можем да приемем, че информационен модел, който няма връзка с оригиналния обект, също може да се счита за обект, но не и материал, но информационно. Така информационният обект се получава от информационния модел чрез "отчуждаване" на информацията от оригиналния обект.
Информационният обект е колекция от логически свързана информация.
Тогава информационният свят ще представлява разнообразие от различни информационни обекти (фиг. 1.3).
Ориз. 1.3. След прекъсване на връзките с обекти от реалния свят остава набор от информационни обекти
Информационен обект, "отчужден" от оригиналния обект, може да се съхранява на различни материални носители. Най-простият материален носител на информация е хартията. Има и магнитни, електронни, лазерни и други носители на информация.
С информационни обекти, фиксирани върху материален носител, можете да извършвате същите действия, както с информацията, когато работите на компютър: да ги въвеждате, съхранявате, обработвате, прехвърляте. Технологията за работа с информационни обекти обаче ще бъде малко по-различна от тази с информационните модели. При създаването на информационен модел ние дефинирахме целта на моделирането и в съответствие с него изтъкнахме съществени характеристики, като се фокусирахме върху изследването. В случай на информационен обект, ние имаме работа с по-проста технология, тъй като не е необходимо изследване. Тук са напълно достатъчни традиционните етапи на обработка на информация: въвеждане, съхранение, обработка, предаване.
При работа с информационни обекти компютърът играе важна роля. Използвайки възможностите, които офис технологиите предоставят на потребителя, е възможно да се създават различни професионални компютърни документи, които ще бъдат видове информационни обекти. Всичко, което се създава в компютърни среди, ще бъде информационен обект.
Литературно произведение, вестникарска статия, поръчка - примери за информационни обекти под формата на текстови документи. Картините, чертежите, диаграмите са информационни обекти под формата на графични документи. Платежна ведомост, таблица на разходите за покупки, направени в магазин на едро, оценка за извършената работа и други видове документи в табличен вид, където се правят автоматични изчисления с помощта на формули, които свързват клетките на таблицата, са примери за информационни обекти в форма на електронни таблици. Резултатът от избор от базата данни също е информационен обект.
Доста често имаме работа със съставни документи, в които информацията е представена в различни форми. Такива документи могат да съдържат текст, снимки, таблици, формули и много други. Училищните учебници, списания, вестници са добре познати примери за съставни документи, които са информационни обекти със сложна структура. За създаване на съставни документи се използват софтуерни среди, които осигуряват възможност за представяне на информация в различни форми.
Други примери за сложни информационни обекти включват компютърно генерирани презентации и хипертекстови документи. Презентацията е съставена от набор от компютърни слайдове, които осигуряват не само представяне на информацията, но и нейното представяне по предварително създаден скрипт. Хипертекстът може да бъде документ, който съдържа хипервръзки към други части на същия документ или към други документи, съдържащи допълнителна информация.
Тестови въпроси и задачи
Задачи
1. Дайте примери за информационни обекти, които съществуват извън изчислителната среда.
2. Дайте примери за информационни обекти, които съществуват в компютърната среда.
Контролни въпроси
1. Какво се разбира под информационна картина на света?
2. Каква е информационната картина на света на детето в предучилищна възраст?
3. Каква е информационната картина на света на един гимназист?
4. Какъв начин за познаване на реалния свят познавате?
5. Какво е информационен обект?
6. При какви условия един информационен модел може да се възприема като информационен обект?
7. Какво можете да направите с информационен обект?
Препоръчително е процесът на изпълнение на симулацията да се раздели на фази, всяка от които трябва да завършва с конкретен измерим резултат:
■ фаза 0 - установяване на предмета на изследване и границите на модела;
■ фаза 1 - дефиниране на класове обекти;
■ Фаза 2 - дефиниране на класовете отношения, които съществуват между класовете обекти, установени в предходната фаза;
■ Фаза 3 - дефиниране на ключови класове за всеки клас обект и всеки клас атрибут, който се използва от ключовия клас.
■ Фаза 4 – Разпределяне на неключови атрибутни класове към класове на обекти и пълно описание на такива класове атрибути.
Създаването на информационен модел е представено като цикличен итеративен процес, състоящ се от събиране на данни, изграждане на модел на тяхна основа и елиминиране на коментари от рецензенти. Тъй като предметът на изследване се разглежда и се получава допълнителна информация, моделистът може многократно да се връща към предишните фази на проектиране, за да прави промени, усъвършенствания и допълнения. Информационният модел трябва да бъде подложен на цялостен преглед, преди да се направят заключения и решения от неговия анализ.
На фаза 0решават се основните организационни въпроси: определят се предметът, целите и границите на моделирането, методите за събиране и източниците на информация, план за извършване на работа и разпределението им между изпълнителите, които се записват в съответните документи. Информацията за източниците на данни и конкретни данни се записват в таблични форми.
Задачата фаза 1е дефиницията и описанието на класове обекти на информационния модел. Изучавайки документите, които се използват в процесите на дейността на организацията и анкетирането на служителите, анализаторът формира пул от класове обекти. След като класовете на обекти са дефинирани, те трябва да бъдат описани, така че следващата стъпка в тази фаза на моделиране е изграждането на речник или речник на класовете на обекти.
На фаза 2дефинира класовете връзки, които съществуват между класовете обекти на модела. Връзките между класовете обекти са изобразени под формата на диаграми. След това се създават диаграми на класове на обекти. Диаграмите IDEF1 съдържат изображения на редица класове обекти, свързани с линии, които представляват техните взаимни връзки. Диаграмите на класовете на обекти създават графично представяне на информацията, използвана в една организация. Моделът представя структурата на информацията по два начина – като набор от екземпляри на обекти във всеки клас обекти и като набор от случаи на връзки между класове обекти.
Целта фаза 3е дефиницията на ключовите класове за всеки клас обект. Наборите от класове на атрибути се групират от моделиращия в набор от класове на атрибути. Класовете на атрибути, точно както по-рано класовете обекти и връзки, трябва да бъдат подробни. Чрез изследване на свойствата на класовете атрибути, моделистът определя тези, които ще бъдат използвани в ключовия клас. След като ключовите класове са дефинирани, разработчикът преминава към изграждане на диаграми на класове на атрибути. Както при диаграмите на класове на обекти, диаграмите на класове на атрибути се фокусират върху един от класовете на обекти, чието изображение е поставено в центъра на формата на диаграмата. Диаграмата на класовете на атрибутите може да се разглежда като по-нататъшно развитие на диаграмата на класовете на обекта, тъй като те се различават само в информацията, съдържаща се в блока, изобразяващ класа на обекта - ключовите класове и други класове атрибути се използват като съдържание на блока на класа на обекта.
На фаза 4разпределението на класовете атрибути, които не могат да се използват в класовете ключове, се извършва според съответните класове обекти. Дейностите, извършвани в тази фаза на разработване на модела, са много сходни с тези в предишната фаза. В резултат на работа на Фаза 4, разработчикът получава структуриран информационен модел.
Ако действията във всички фази са били извършени правилно, тогава всеки клас обект ще бъде представен от оптимален набор от информация и всяка двойка класове обекти, които споделят клас на отношения, ще отразява точно взаимозависимостта на данните в модела.
По този начин IDEFl-моделът е форма на представяне на данни, която улеснява разработването на база данни на системата за управление. Въпреки това не може да се каже, че разработването на информационен модел IDEFl е разработване на база данни. Моделът IDEFl представлява само стабилна информационна структура и стабилен набор от правила и дефиниции, като се вземат предвид които може да се извърши разработването на база данни.
Методологията IDEF1X е инструмент за разработка на релационна база данни. Както бе отбелязано по-рано, IDEF1X е предназначен да изгради концептуална диаграма на логическата структура на релационна база данни, която би била независима от софтуерната платформа на нейното крайно изпълнение.
IDEF1X, подобно на IDEF1, използва концепциите за обекти, атрибути, връзки и ключове. Моделните графични езици, използвани от тези методологии, също са много сходни. Въпреки това, IDEF1X не разглежда обекти от реалния свят, а само тяхното показване на информация, тъй като до момента на разработване на базата данни трябва да бъдат проучени всички IR на организацията, необходимият набор от данни за отразяване на нейните дейности е определен и проверен за пълнота . Тъй като IDEF1X е предназначен за разработване на релационни бази данни, той допълнително оперира с редица концепции, правила и ограничения, като домейни, изгледи, първични, външни и сурогатни ключове и други, които идват от релационна алгебра и които не са необходими при етапите на изучаване и описание на дейността на една организация. ...
Изброените методологии и стандарти са в основата на множество инструменти за създаване на информационен модел за ИС, наречени CASE инструменти.
Представяне:2. Какво е модел? Кога се използва моделирането? Моделът е нов обект, който отразява особеностите на обекта, процеса или явлението, които са съществени от гледна точка на целта на моделирането.
Моделирането се използва в случаите, когато обектът е твърде голям или твърде малък, процесът протича много бързо или много бавно, изследването на обекта може да бъде опасно за другите и т.н.3. Потвърдете с примери валидността на следните твърдения:
а) няколко модела могат да отговарят на един обект;
б) един модел може да съответства на няколко обекта.
Примери: а - Обект: Автомобил, модели: място за паркиране, чертеж, пътен знак, радиоуправляем автомобил.
б - Модел: Схема, обекти: метросхема, строителна схема, радиосхеми
4. Дайте примери за пълномащабни и информационни модели.
Пълномащабни модели: играчка, манекен, снимка и др.Информационни модели: таблица, графика, формула и др.
5. В следния списък с модели посочете тези, които могат да се използват за:
а - планиране на застрояването на жилищната зона; снимки на движението на въздушните маси.б - снимки на движението на въздушните маси; модел на полет на самолет с нов дизайн в аеродинамичен тунел; диаграма на структурата на човешките вътрешни органи.
в - снимки на движението на въздушните маси; модел на полет на самолет с нов дизайн в аеродинамичен тунел; диаграма на структурата на човешките вътрешни органи.
г - снимки на движението на въздушните маси; разписание на влаковете; летателен модел на самолет с нов дизайн в аеродинамичен тунел.
д - разписание на влаковете.
6. Дайте пример за информационен модел
а - мъж, ръст 173 см, кафяви очи, брюнетка.б - висок човек, светлокос, атлетичен, сръчен, бърз.
в - мил, пухкав, постоянно мяука.
г - 3-ти етаж, просторен 3-стаен апартамент.
г - твърда корица
f - CD-R диск с капацитет 700 MB, записва се рок музика.
g - руски град, многонационален, разположен в района на Нижни Новгород.
7. Опишете етапите на изграждане на информационен модел. Каква е същността на етапа на формализиране?
Изграждането на информационен модел започва с анализиране на състоянието на проблема. След анализа се определят обектът и целта на симулацията. След това се подчертават основните характеристики на модела и накрая се формализира.Формализацията е замяната на реален обект с неговото формално описание, тоест с неговия информационен модел.
8. Избройте видовете информационни модели в зависимост от формата на представяне на информацията за обекта на моделиране. Дайте примери за информационни модели от всеки тип.
Схема - карта на метрото, пътна карта и др.Таблица - готино списание, ценоразпис на продукти и др.
Йерархичният модел е класификацията на животинските видове, разположението на книгите в библиотеката и др.
В тази статия предлагаме да анализираме подробно темата за моделирането в компютърните науки. Този раздел е от голямо значение за обучението на бъдещи специалисти в областта на информационните технологии.
За да реши всеки проблем (индустриален или научен), информатиката използва следната верига:
Трябва да се обърне специално внимание на понятието "модел". Без наличието на тази връзка, решението на проблема няма да бъде възможно. Защо се използва моделът и какво се разбира под този термин? Ще говорим за това в следващия раздел.
Модел
Моделирането в компютърните науки е съставянето на изображение на обект от реалния живот, което отразява всички съществени характеристики и свойства. Необходим е модел за решаване на проблем, тъй като той всъщност се използва в процеса на решаване.
В училищния курс по информатика темата за моделиране започва да се изучава в шести клас. В самото начало децата трябва да бъдат запознати с понятието модел. Какво е?
- Опростено подобие на обект;
- Намалено копие на реален обект;
- Схема на явление или процес;
- Образ на явление или процес;
- Описание на явлението или процеса;
- Физически аналог на обекта;
- Информационен аналог;
- Обект за място, който отразява свойствата на реален обект и т.н.
Моделът е много широко понятие, както вече стана ясно от горното. Важно е да се отбележи, че всички модели обикновено са разделени на групи:
- материал;
- перфектно.
Материалният модел се разбира като обект, базиран на обект от реалния живот. Тя може да бъде тяло или процес. Тази група обикновено се подразделя на още два вида:
- физически;
- аналогов.
Тази класификация е условна, тъй като е много трудно да се направи ясна граница между тези два подвида.
Идеалният модел е още по-труден за характеризиране. Тя е свързана с:
- мислене;
- въображение;
- възприятие.
Включва произведения на изкуството (театър, живопис, литература и т.н.).
Моделиране на цели
Моделирането в компютърните науки е много важна стъпка, тъй като има много цели. Сега ви каним да ги опознаете.
На първо място, моделирането помага да опознаем света около нас. От незапомнени времена хората са трупали придобитите знания и са ги предавали на своите потомци. Така се появи модел на нашата планета (глобус).
През миналите векове се извършваше моделиране на несъществуващи обекти, които сега са здраво вкоренени в нашия живот (чадър, мелница и т.н.). В момента моделирането е насочено към:
- идентифициране на последствията от всеки процес (увеличаване на разходите за пътуване или изхвърляне на химически отпадъци под земята);
- осигуряване на ефективността на взетите решения.
Задачи за моделиране
Информационен модел
Сега нека поговорим за друг тип модели, изучавани в училищния курс по информатика. Компютърното моделиране, което трябва да овладее всеки бъдещ ИТ специалист, включва процеса на внедряване на информационен модел с помощта на компютърни инструменти. Но какъв е този информационен модел?
Това е цял списък с информация за всеки обект. Какво описва този модел и каква полезна информация носи:
- свойства на моделирания обект;
- неговото състояние;
- връзки с външния свят;
- взаимоотношения с външни обекти.
Какво може да служи като информационен модел:
- словесно описание;
- текст;
- чертеж;
- маса;
- схема;
- чертеж;
- формула и така нататък.
Отличителна черта на информационния модел е, че той не може да бъде докоснат, вкусен и т.н. Той не носи материално въплъщение, тъй като е представен под формата на информация.
Системен подход към създаването на модел
В кой клас от училищната програма се изучава моделиране? Информатиката в 9 клас запознава учениците с тази тема по-подробно. Именно в този клас детето научава за системния подход към моделирането. Предлагаме да поговорим за това малко по-подробно.
Нека започнем с понятието "система". Това е група от взаимосвързани елементи, които работят заедно, за да изпълнят дадена задача. За изграждането на модел често се използва систематичен подход, тъй като обектът се разглежда като система, която функционира в определена среда. Ако се моделира някакъв сложен обект, тогава системата обикновено се разделя на по-малки части - подсистеми.
Цел на употреба
Сега ще разгледаме целите на моделирането (информатика 11 клас). По-рано беше казано, че всички модели са разделени на някои видове и класове, но границите между тях са условни. Има няколко признака, по които е обичайно да се класифицират моделите: цел, област на знания, времеви фактор, начин на представяне.
Що се отнася до целите, обичайно е да се разграничават следните видове:
- образователни;
- опитен;
- имитация;
- игри;
- научно-технически.
Първият тип включва учебни материали. Към втория, намалени или увеличени копия на реални обекти (модел на конструкция, крило на самолет и т.н.). ви позволява да предвидите резултата от събитие. Симулацията често се използва в медицината и социалната сфера. Например, помага ли моделът да разберете как хората ще реагират на конкретна реформа? Преди да се направи сериозна операция по трансплантация на човешки органи, бяха проведени много експерименти. С други думи, симулационният модел решава проблема чрез проба и грешка. Моделът на игра е вид икономическа, бизнес или военна игра. Използвайки този модел, можете да предвидите поведението на обект в различни ситуации. Научен и технически модел се използва за изследване на процес или явление (устройство, което симулира разряд от гръмотевична буря, модел на движението на планетите от Слънчевата система и т.н.).
Област на знанието
В кой клас ученикът е по-запознат с моделирането? Компютърните науки за 9 клас се фокусират върху подготовката на своите ученици за приемни изпити в университет. Тъй като билетите USE и GIA съдържат въпроси за моделиране, сега е необходимо да разгледаме тази тема възможно най-подробно. И така, как се извършва класификацията по област на експертиза? На тази основа се разграничават следните видове:
- биологични (например заболявания, причинени изкуствено при животни, генетични нарушения, злокачествени новообразувания);
- поведението на фирмата, моделът на формиране на пазарната цена и т.н.);
- исторически (родословно дърво, макети на исторически събития, модел на римската армия и др.);
- социологически (моделът на личния интерес, поведението на банкерите при адаптиране към новите икономически условия) и т.н.
Фактор време
Според тази характеристика се разграничават два вида модели:
- динамичен;
- статичен.
Вече, съдейки само по името, не е трудно да се досетим, че първият тип отразява функционирането, развитието и промяната на даден обект във времето. Статичното, напротив, е способно да опише обект в определен момент от времето. Този тип понякога се нарича структурен, тъй като моделът отразява структурата и параметрите на обекта, тоест дава част от информация за него.
Примери са:
- набор от формули, отразяващи движението на планетите от Слънчевата система;
- графика за промяна на температурата на въздуха;
- видеозапис от изригване на вулкан и така нататък.
Примери за статистически модел са:
- списък на планетите от Слънчевата система;
- карта на района и така нататък.
Метод на представяне
Като начало е много важно да се каже, че всички модели имат форма и форма, винаги са направени от нещо, по някакъв начин представено или описано. На тази основа се приема по следния начин:
- материал;
- нематериални.
Първият тип включва материални копия на съществуващи обекти. Можете да ги докоснете, да ги помиришете и т.н. Те отразяват външни или вътрешни свойства, действия на обект. За какво са материалните модели? Използват се за експерименталния метод на познание (емпиричен метод).
По-рано разгледахме и нематериалните модели. Те използват теоретичния метод на познание. Такива модели обикновено се наричат идеални или абстрактни. Тази категория е разделена на още няколко подвида: въображаеми модели и информационни.
Информационните модели предоставят списък с различна информация за обект. Таблици, фигури, словесни описания, диаграми и така нататък могат да действат като информационен модел. Защо този модел се нарича нематериален? Работата е там, че не може да се докосне, тъй като няма материално въплъщение. Сред информационните модели се разграничават значими и визуални модели.
Въображаемият модел е един от това е творчески процес, който протича във въображението на човек, който предшества създаването на материален обект.
Стъпки на симулация
Темата по информатика за 9. клас "Моделиране и формализация" има голяма тежест. Задължително е да се научи. В 9-11 клас учителят е длъжен да запознае учениците с етапите на създаване на модели. Това ще направим сега. И така, се разграничават следните етапи на моделиране:
- смислена постановка на проблема;
- математическа постановка на задачата;
- разработка с помощта на компютри;
- работа на модела;
- получаване на резултата.
Важно е да се отбележи, че при изследването на всичко, което ни заобикаля, се използват процесите на моделиране и формализиране. Компютърните науки е предмет, посветен на съвременните методи за изучаване и решаване на всякакви проблеми. Следователно, акцентът е върху модели, които могат да се реализират с компютър. Специално внимание в тази тема трябва да се обърне на въпроса за разработване на алгоритъм за решение с помощта на електронни компютри.
Връзки между обекти
Сега нека поговорим малко за връзките между обектите. Общо има три вида:
- едно към едно (такава връзка е обозначена с еднопосочна стрелка в една или друга посока);
- едно към много (множествената връзка е обозначена с двойна стрелка);
- много към много (това е обозначено с двойна стрелка).
Важно е да се отбележи, че връзките могат да бъдат условни и безусловни. Безусловната връзка включва използването на всеки екземпляр на обект. А в условното участват само отделни елементи.
