Графическое моделирование результатов научных исследований

Графические модели

Разнообразие графических моделей достаточно велико. Рекомендуется рассмотреть некоторые из них.

Графы – наглядное средство отображения состава и структуры систем.

В курсе рассматриваются: составные части графа (вершины и ребра), его количественные характеристики, взвешенный граф (сеть), неориентированные графы, ориентированные графы.

Дерево – граф иерархической структуры.

В курсе рассматриваются: свойства дерева, корни, ветви и листья дерева

Граф, приведенный на следующем рисунке, со­держит количественные характеристики. Числа около ребер обозначают длины дорог в километрах. Это пример взвешенного графа. Взвешенный граф может содержать количественные характеристики не только связей, но и вершин.

В курсе рассматриваются: 1) построение линий (поверхностей) – изолиний (изоповерхностей) – вдоль которых некоторая функция имеет постоянное значение. Прием визуализации характеристик некоторого скалярного поля в приближении сплошной среды: изотермы – линии равной температуры, изобары – линии равного давления, изолинии функции тока жидкости или газа, по которым легко можно представить себе их потоки, изолинии численностей экологической популяции на местности, изолинии концентрации вредных примесей в окружающей среде и т.д.; 2) условная раскраска – прием современной научной графики (например, красный цвет воспринимается как «горячий», синий – как «холодный», а переход по спектру от красного к синему отражает промежуточные значения температур).

Не следует путать изучение графического информационного моделирования с изучением технологий обработки графической информации. Когда ученики приступают к изучению моделирования, то обычно они уже знакомы с базовыми технологиями компьютерной графики: умеют пользоваться простыми графическими редакторами, умеют строить диаграммы в табличном процессоре или иной подходящей программе.

Построение простых графических моделей в форме графов и иерархических структур уместно уже в базовом курсе информатики в рамках изучения формализации и моделирования. Построение генеалогического дерева семьи, иерархической системы школьного управления и т.п. является относительно несложным занятием, доступным большинству учащихся. При этом уместно использовать иллюстративные возможности систем компьютерной графики.

Что же касается самостоятельной реализации моделей научной графики через программирование, то это – материал повышенной трудности, практическая отработка которого уместна в профильном курсе информатики или в рамках элективного курса, направленного на углубленное изучение моделирования физических и других процессов.

Дата добавления: 2013-12-12