Человек в своей деятельности постоянно создает и использует модели окружающего мира

Этапы моделирования, общая схема процесса компьютерного математического моделирования

Вычислительный и лабораторный эксперимент

Типы информационных моделей.

Различные классификации моделей

Основные определения.

Области применения моделей.

Лекция 4. Модели решения функциональных и вычислительных задач.

Вопросы для контроля успеваемости

1. Что такое ЛПЭ излучения?

2. Что такое ОБЭ излучения?

3. Как объясняется увеличение ОБЭ с ЛПЭ излучения?

4. Как зависит ОБЭ от ЛПЭ излучения?

5. Почему достигнув максимума, ОБЭ уменьшается с ростом ЛПЭ излучения?

6. Принимают ли участие процессы пострадиационного восстановления в формировании ОБЭ плотноионизирующих излучений?

7. Зависит ли ОБЭ излучения от плоидности (числа хромосомных наборов) клеток?

План лекции:

1. Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия:

Физика: модели различных явлений;

География: глобус – модель земли (реальный размер очень большой);

Химия – модели кристаллическая решетка молекул (реальные размеры очень маленькие);

Биология – по муляжу человека изучаем внутреннее строение

2. П ри проектировании механизмов и устройств, зданий, электрических цепей используют модели – чертежи и макеты. Математика – изучение объемных фигур

3. Теоретические модели (для развития науки) – теории законов, гипотез и т.д. Иногда создание таких моделей коренным образом меняет представления человека об окружающем мире: Коперник- гелиоцентрическая система мира, модель атома Резерфорда-Бора, геном человека)

4. Художественное творчество - перенос реальной действительности на полотно, скульптура, театр, басня – отношения между животными – отношения между людьми

Основные определения:

Модель – некоторое упрощенное подобие реального объекта, который отражает существенные особенности (свойства) изучаемого реального объекта, явления или процесса.

Моделирование – метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей. Т.е. исследование объектов путем построения и изучения моделей.

Формализация – процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.

Объект – некоторая часть окружающего мира, рассматриваемого человеком как единое целое. Каждый объект имеет имя и обладает параметрами.

Параметр – признак или величина, характеризующая какое-либо свойство объекта и принимаемая различные значения.

Среда – условие существование объекта.

Операция – действие, изменяющее свойство объекта.

Система – совокупность взаимосвязанных объектов, воспринимаемая как единое целое.

Структура – состав системы, свойства её элементов, их отношения и связи между собой.

Один и тот же объект может иметь множество моделей:

объект " ЧЕЛОВЕК " его модели:

1) химия - БИОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

2) анатомия - СКЕЛЕТ, СТРОЕНИЕ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ

3) физика - МАТЕРИАЛЬНАЯ ТОЧКА

Разные объекты могут описываться одной моделью:

модель " КАРТА " её объекты:

1) ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ - на карте полезных ископаемых

2) КЛИМАТИЧЕСКИЕ ЗОНЫ - на карте климатических зон

3) ГОСУДАРСТВА, СТРАНЫ - на политической карте

4) ЗВЕЗДЫ - на звездной карте

5) ТУЗЫ, ДАМЫ, ВОЛЬТЫ и пр. - игральные карты

Существуют различные классификации моделей.

1) по области использования:

· Учебные модели – используются при обучении;

· Опытные – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик

· Научно - технические - создаются для исследования процессов и явлений

· Игровые – репетиция поведения объекта в различных условиях

· Имитационные – отражение реальности в той или иной степени (это метод проб и ошибок)

· Функциональные – заменяют объекты при выполнении каких-либо функций (протезы, манипуляторы, аппарат искусственной почки)

2) по фактору времени:

· Статические – модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). Примеры моделей: классификация животных…., строение молекул, список посаженных деревьев, отчет об обследовании состояния зубов в школе и тд.

· Динамические – модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени). Примеры: описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций.

3) по отрасли знаний - это классификация по отрасли деятельности человека:

· математические,

· биологические,

· химические,

· социальные,

· экономические,

· исторические и тд

4) по форме представления:

· Материальные – это предметные (физические) модели. Они всегда имеют реальное воплощение. Отражают внешнее свойство и внутреннее устройство исходных объектов, суть процессов и явлений объекта-оригинала. Это экспериментальный метод познания окружающей среды. Примеры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной системы, школьные пособия, физические и химические опыты

· Абстрактные (нематериальные) – не имеют реального воплощения. Их основу составляет информация. это теоретический метод познания окружающей среды. По признаку реализации они бывают: мысленные и вербальные; информационные

o Мысленные модели формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого образа. Это модель сопутствует сознательной деятельности человека.

o Вербальные – мысленные модели, выраженные в разговорной форме. Используется для передачи мыслей

o Информационные модели – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойств этого объекта.

Типы информационных моделей:

o 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)

o 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

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

По степени формализации информационные модели бывают образно-знаковые и знаковые.

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 математическими формулами, отображающими связь параметров

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

· Алгоритмические – программы

Дата добавления: 2014-01-05