Информационни модели. Презентация на тема "етапи на моделиране" Презентация на тема етапи на изграждане на информационен модел
Описание на презентацията по отделни слайдове:
1 слайд
Описание на слайда:
2 слайд
Описание на слайда:
Етапи на моделиране Поставяне на целта на моделирането. Анализ на моделирания обект и идентифициране на всички негови известни свойства. Анализ на избраните свойства от гледна точка на целта на моделирането и определяне кои от тях трябва да се считат за значими. Избор на формата за представяне на модела. Формализация. Анализ на получения модел за последователност. Анализ на адекватността на получения модел спрямо обекта и целта на моделирането. Постигане на целта на моделирането.
3 слайд
Описание на слайда:
За един и същи обект, за различни цели на моделиране, различни свойства ще се считат за съществени. Съществените характеристики на хартиен модел на самолет са крилата, тялото, тяхното взаимно разположение и способността за летене. За дизайнер на самолети, който конструира компютърен симулационен модел, за да тества надеждността на дизайна при различни условия на полет, моделът на самолета ще бъде промяна графично изображениеи изчислените параметри на екрана на дисплея при промяна на стойността на параметрите на входната променлива. Съществените характеристики тук са закономерността и характерът на зависимостта на поведението на ВС и отделните му елементи от въздействащите върху него външни условия.
4 слайд
Описание на слайда:
Колко правилно и пълно са идентифицирани съществените характеристики зависи от съответствието на изградения модел с поставената цел, т.е. неговата адекватност на целта на моделирането. Адекватността предполага, че моделът възпроизвежда с необходимата пълнота всички характеристики на обекта, които са съществени за целите на моделирането. Но адекватността на модела към обекта на моделиране ще зависи от това как можем да изразим тези избрани съществени характеристики, в каква форма ги изобразяваме. Изборът на формата за представяне на избраните характеристики на обекта за моделиране е следващият етап от процеса на моделиране.
5 слайд
Описание на слайда:
Форми на представяне информационен моделможе да бъде: словесно описание, таблица, чертеж, диаграма, рисунка, формула, алгоритъм, компютърна програмаи т.н.
6 слайд
Описание на слайда:
Формализацията е намаляване (намаляване) на основните свойства и характеристики на обект до избраната форма, тоест това е процес на конструиране на информационни модели с помощта на формални езици. Резултатът от етапа на формализиране ще бъде информационен модел. Но преди да говорим за край на процеса на моделиране, конструираният модел трябва да се провери за последователност и да се анализира доколко е адекватен на обекта и целта на моделирането. Ако изграденият модел е противоречив, тогава след идентифициране на всички наблюдавани противоречия те трябва да бъдат елиминирани: коригирайте чертежа, променете програмата, изяснете формулата и т.н. И отново проверете усъвършенствания модел за последователност.
Урок по информатика "Основни етапи на разработване и изследване на модели на компютър"
Цел на урока: организират съвместни образователни дейности за формиране и развитие на изследователски умения на учениците; създават условия за усвояване на технологията за моделиране.
Трябва да знаете: основните етапи на разработване и изследване на модели на компютър.
Трябва да може да: изградете модел на обект или процес според целта.
Работен план
Организационен момент
Контролна работа Приложение 2 (тест)
Обяснение нова тема. (представяне + задължителна медицинска застраховка)
Използването на компютър за изучаване на информационни модели на различни обекти и системи позволява да се изследват техните промени в зависимост от стойността на определени параметри. Процесът на разработване на модели и изучаването им на компютър може да бъде разделен на няколко основни етапа.
На първия етап от изследването на даден обект или процес той обикновено се изгражда описателен информационен модел . Такъв модел идентифицира параметрите на обекта, които са съществени от гледна точка на целите на изследването, и пренебрегва маловажните параметри.
На втория етап се създава формализиран модел, това означава, че описателният информационен модел е написан с помощта на някакъв формален език. В такъв модел с помощта на формули, уравнения, неравенства и т.н. се фиксират формални връзки между началните и крайните стойности на свойствата на обектите и се налагат ограничения върху допустимите стойности на тези свойства .
Въпреки това, не винаги е възможно да се намерят формули, които ясно изразяват желаните количества чрез първоначалните данни. В такива случаи се използват приблизителни математически методи за получаване на резултати със зададена точност.
На третия етап е необходимо да се трансформира формализираният информационен модел в компютърен модел , т.е. изразете го на език, разбираем за компютър. Има два фундаментално различни начина за изграждане на компютърен модел:
1) конструиране на алгоритъм за решаване на проблема и кодирането му на един от езиците за програмиране;
2) изграждане на компютърен модел с помощта на едно от приложенията (електронни таблици, СУБД и др.).
В процеса на създаване на компютърен модел е полезно да се разработи удобен графичен интерфейс, който ще ви позволи да визуализирате формалния модел, както и да реализирате интерактивен диалог между човек и компютър на етапа на изучаване на модела.
Четвъртият етап от изследването на информационния модел е провеждането компютърен експеримент. Ако компютърен моделсъществува под формата на програма на един от езиците за програмиране; трябва да се изпълни и да се получат резултатите.
Ако компютърен модел се изследва в приложение като електронна таблица, можете да сортирате или търсите данните, да създадете диаграма или графика и т.н.
Петият етап се състои от анализ на получените резултати и корекция на изследвания модел. Ако резултатите, получени от изследването на информационния модел, се различават от измерените параметри на реални обекти, можем да заключим, че са допуснати грешки или неточности на предишните етапи на изграждане на модела. Например при конструиране на описателен качествен моделосновните свойства на обектите могат да бъдат неправилно избрани, грешки във формулите могат да бъдат направени по време на процеса на формализиране и т.н. В тези случаи се налага корекция на модела, като моделът може да се прецизира многократно, докато анализът на резултатите покаже съответствието им с изследвания обект.
Въпроси за разглеждане
1. В какви случаи могат да се пропуснат отделни етапи на конструиране и изследване на модел? Дайте примери за създаване на модели по време на учебния процес.
4. Физическо възпитание. само минутка
5. Практическа работа (раздавателни материали)
В днешния урок ви предлагам да изградите компютърен модел на обект с дадени геометрични свойства.
Обобщение на урока
"Моделиране на лабораторна работа"
“Симулация в околната среда графичен редактор”
цел:консолидиране на работата на учениците с фрагмент от рисунка (копиране, поставяне, завъртане, изтриване).
Задача 1. Построяване на равностранен триъгълник с дадена страна
Този алгоритъмпредложен от Евклид през 4 век пр.н.е. д.
Построете триъгълник, като използвате алгоритъма, показан на фигурата, и го докажете.
Фиг.1
Задача 2. Създаване на геометрични композиции от готови мозаечни форми.
На фигурата са показани образци на орнаменти и елементарните фигури, от които е изработен този орнамент според образеца.
Фиг.2
Фиг.3
Задачи за самостоятелна работа
Задача 3. Отворете файла figure4.jpg, като използвате операции с фрагменти, създайте свой собствен шаблон и го оцветете по ваше желание. Не забравяйте да запазите файла!
"Урок 59"
Урок 59. Построяване и изследване на физически модели
Нека разгледаме процеса на конструиране и изучаване на модела, като използваме конкретен пример за движението на тяло, хвърлено под ъгъл спрямо хоризонта.
Проект "Хвърляне на топка в корта"
По време на тренировка тенисистите използват машини за хвърляне на топка. Трябва да зададете на машината програма, за да вкара топката в корта. За да направите това, трябва да зададете необходимата скорост и ъгъл на хвърляне на топката.
рисунка от учебник 155
От изложението на проблема следва:
топката е малка в сравнение със Земята, така че може да се счита за материална точка;
промяната във височината на топката е малка, следователно ускорението на гравитацията може да се счита за постоянна стойност (g = 9,8), движението по оста Y може да се счита за равномерно ускорено;
скоростта на хвърляне е ниска, така че съпротивлението на въздуха може да се пренебрегне и движението по оста X може да се счита за равномерно.
За формализиране на модела използваме формули, известни от физиката
x=v0*cos а*т,
y=v0*sin a*t - (g*t^2)/2
От втората формула изразяваме времето t, като се има предвид y = 0, тъй като топката ще падне на земята:
v0*sin a*t - (g*t^2)/2=0;
t*(v0*sin a-(g*t)/2)=0;
t=0 или v0*sin a- (g*t)/2=0,
тоест топката ще бъде на повърхността на Земята два пъти - в началото на движението и в края.
Интересуваме се от втория случай, от тук получаваме
t= (2*v0*sin a)/g
Замествайки намереното t във формулата за изчисляване на x, получаваме:
x=(v0*cos a*2*v0*sina)/g=(v0^2*sin2a)/g
Нека платформата се намира на разстояние s и има дължина l. Тогава ударът ще се случи, ако ss+l, тогава полета
Да решим проблемав електронни таблици
Нека обозначим колоните на таблицата
Нека добавим формулите
Както можете да видите, резултатът се показва в текстова форма. Можете да начертаете движението на топката. Помислете сами как да направите това.
Нека решим проблема в обектно-ориентираната среда за програмиране Gambas
екранна снимка GUI
За въвеждане на начални данни: начална скорост v0, ъгъл на хвърляне на топката a, дължина на игрището l и разстоянието му s - ще поставим 4 цифрови прозореца на ValueBox. За показване на променливата x - друг цифров прозорец ValueBox. За да покажете резултата: Излитане, надхвърляне, удар- поставете надпис Етикет върху формата. Нека подпишем всеки цифров прозорец, като покажем Етикет до тях и променим параметъра Текст на Начална скорост, Ъгъл на замятане, Разстояние до платформата, Дължина на платформатасъответно. За да стартираме програмата ни трябва Бутон, на който пишем Започнете.
Създайте събитието Button1_Click щракнете двукратночрез бутон.
Програмен код
Публичен подбутон1_Щракване
„Ние декларираме променливите g и pi като константи, а останалите като десетични дроби
Const g като единичен = 9,81
Const pi като единичен = 3,14
Dim v0, a,s,l,x като единичен
„Четене на стойността на въведени от потребителя променливи от цифрови прозорци
v0=ValueBox1.Value
a=ValueBox2.Value
s=ValueBox3.Value
l=ValueBox4.Value
„Изчисляваме стойността на x и я показваме в прозореца с числа
x=v0^2*Math.Sin(2*a*pi/180)/g
ValueBox5.Value=x
„Преминаваме през опциите за x стойностии показваме резултата от хвърлянето
Label1.Text="Непълнолетни"
Label1.Text="Полет"
Label1.Text="Хит"
домашна работа
Прочетете точка 5.4. Отговорете устно тестови въпроси.
Попълнете решението на електронната таблица с графика на движението на топката.
Вижте съдържанието на презентацията
"през"
Етап I. Постановка на проблема
1.Описание на задачата (на разбираем език, с най-общи фрази)
2. Целта на моделирането (от избраната цел зависи кои характеристики на изследвания обект се считат за значими и кои да се отхвърлят).
„какво ще се случи, ако?..” - определяне на последствията от въздействие върху обекта и вземане на правилното решение.
„как да го направя така, че...“ - създаване на обекти с определени свойства.
3. Формализиране на задачата (формализъм - строг ред).
Формализацията се извършва под формата на търсене на отговори на въпроси, които изясняват общо описаниезадачи.
Етап II. Разработка на модел
1. Информационен модел
Изборът на най-значимите данни при формирането на информационен модел и неговата сложност се определят от целта на моделирането.
Информационен модел на текста...
2. Компютърен модел (модел, реализиран чрез софтуерна среда)
Примери: писане, движение на кола, подреждане на мебели...
Етап III. Компютърен експеримент
1. Експериментален план (трябва ясно да отразява последователността на работа с модела)
Тестването е процесът на проверка на коректността на модела.
Тестът е набор от първоначални данни, които ви позволяват да определите правилността на модела.
2. Провеждане на изследвания
Ако сте уверени в правилността на конструирания модел, можете да продължите към проучването.
Етап IV. Анализ на резултатите от симулацията
Този етап е решаващ – или продължаваш изследването, или го завършваш.
Ако резултатите не отговарят на целите на задачата, това означава, че са допуснати грешки на предишните етапи.
Ако се установят такива грешки, моделът трябва да бъде коригиран, тоест връщане към един от предишните етапи.
Процесът се повтаря, докато експерименталните резултати отговарят на целите на моделирането.
За да използвате визуализации на презентации, създайте акаунт за себе си ( сметка) Google и влезте: https://accounts.google.com
Надписи на слайдове:
ЕТАП 1 Изграждане на описателен информационен модел. Описателните информационни модели обикновено се изграждат с помощта на естествени езици и картини.
Модел на слънчевата система Така хелиоцентричният модел на света на Коперник е формулиран на естествен език както следва: - Земята се върти около Слънцето, а Луната около Земята; - всички планети се въртят около Слънцето.
Етап 2 Формализация на информационния модел Описателният информационен модел е написан на формален език
Модел на слънчевата система
Етап 3 Създаване на компютърен модел Създаване на модел на един от езиците за програмиране Създаване на компютърни модели с помощта на електронни таблици или други приложения
Етап 4 Компютърен експеримент Стартира се компютърният модел, въвеждат се първоначалните данни, конструират се графики и диаграми
Етап 5 Анализ на резултатите и коригиране на изследвания модел Ако резултатите, получени по време на изследването на модела, не съответстват на параметрите на реални обекти, можем да заключим, че са направени неточности на предишните етапи.
Въпроси: В какви случаи могат да бъдат пропуснати определени етапи от конструирането и изследването на модел? Дайте примери за създаване на модели по време на учебния процес.
По темата: методически разработки, презентации и бележки
Основните етапи на разработване и изследване на модели на компютър (11 клас)
Архивът съдържа разширено резюме на урока. Този материал може да бъде предложен за изучаване в часовете по информатика.
Разработка на урока "Числата в компютърната памет" и презентация към урока
Този урок е предназначен за ученици от 8-9 клас по темата „Представяне на числа в компютър“. Разработената презентация ще помогне на учителя ясно да обясни материала на учениците с примери....
Основните етапи на разработване и изследване на модели на компютър
Тази разработка включва: - презентация с теоретична информацияза етапите на моделиране на компютър (според учебника на Н. Д. Угринович, 9 клас) на прост примеризчисляване на площта на трапец. ...
„Модели и симулация“ - Основните етапи на моделирането. Прогнозирайте преките и косвените последици от прилагането на дадени методи. Обект - (objeectum - предмет от лат. objicio - хвърлям напред) - предмет на обсъждане. Целите на моделирането се определят от постановката на проблема: Вербален модел - информационен модел в мислена или устна форма.
“Математическо моделиране” - 9. Корекция на модел. Алгоритъм. (Допълнителни глави по математика). 4. Изграждане на физически модел на обекта на изследване. Математическо моделиране. Разграждане. Тест. Математически модел. Събиране на данни. 7. Реализация на алгоритъма като програма. Корекция. Реална ситуация. Съдържание мат. моделиране.
“Компютърно информационно моделиране” - Модели. Динамичен. Информационни модели. Математическа формула уравнение неравенство. WordPad. Компютърен модел. Табличен график на уроците Таблици за умножение. Боядисвайте. Словесна (вербална) песенна история Стихотворение. Всички информационни модели могат да бъдат създадени с помощта на компютър. Химия – химични явления.
„Компютърно моделиране“ - Пример за програма, разработена като част от магистърска и кандидатска теза „Изследване и разработване на методи за компютърно моделиране и обработка на интерферограми“. 200400.68.06 Компютърна оптика. Пример за програма, разработена като част от магистърска теза „Компютърно моделиране на формирането на цветни изображения на матрични CCD приемници“.
“Информационно моделиране на компютър” - 2x+3y>=0. Стана възможно да се извършват изчисления на сложни математически модели в приемливо време. Целта на моделирането е да създава обекти с определени свойства. Изследване на характеристиките на обекта. Етап 3 на моделиране. Информационно моделиране на компютър. Симулационно моделиране. Информационно моделиране.
“Математическо моделиране” - 7. 2. 6. 1. Цели и съдържание на учебната дисциплина. Математическо моделиране и проектиране. 2. Методика на обучението. Планирайте. 4. Светлов Николай Михайлович Ел [имейл защитен] http://svetlov.timacad.ru. Литература. 3. Франс Дж., Торнли Дж.
Има общо 18 презентации
КОНЦЕПЦИЯ ЗА МОДЕЛ
Всеки обект има голям брой различни свойства. В ход
изграждане на модела, основните, най-значимите за
текущо проучване на собствеността.
Различните науки изучават обекти и процеси от различни ъгли и
строят различни видовемодели.
Моделът е нов обект, който отразява същественото
характеристики на обекта, явлението или процеса, който се изучава.
Един и същи обект може да има много модели и различни обекти
може да се опише с един модел.
Никой модел не може да замени самия обект. Но при решаване на конкретна
задачи, когато се интересуваме от определени свойства на изучавания обект,
моделът се оказва полезен, а понякога и единствен инструмент
изследвания.
по област на използване:
Обучителни модели – използвани в обучението;
Опитните са умалени или увеличени копия на проектираното
обект. Използва се за изучаване и прогнозиране на бъдещето му
характеристики
Научно – технически – създаден за изследване на процеси и явления
Игра - репетиция на поведението на обект в различни условия
Имитация - отражение на реалността в една или друга степен (това
метод проба-грешка)
по фактор време:
Статични – модели, които описват състоянието на системата в
определен момент от време (еднократна моментна снимка на информация за
този обект). Примери за модели: класификация на животните, структура
молекули, списък на засадените дървета, доклад за изследване на състоянието
зъби в училище и др.
Динамични – модели, описващи процеси на промяна и развитие
системи (промени на обект във времето). Примери: описание на движение
тела, развитие на организмите, процес на химични реакции. Класификацията на моделите по клон на знанието е класификация по
клонове на човешката дейност: математически, биологични,
химически, социални, икономически, исторически и др.
според формата на представяне:
Материалните са предметни (физически) модели. Винаги са имали
реално въплъщение. Отразяват външни свойства и вътрешни
структурата на оригиналните обекти, същността на процесите и явленията на оригиналния обект. Това е експериментален метод за разбиране на околната среда
среда. Примери: детски играчки, човешки скелет, плюшено животно, модел
слънчева система, училищни учебници, физични и химични опити
Абстрактни (нематериални) – нямат реално въплъщение. Тяхната
информацията е основата. това е теоретичен метод на познание
среда. Въз основа на тяхното изпълнение те са:
Менталните модели се формират в човешкото въображение в резултат на
мисли, заключения, понякога под формата на някакъв образ. Това е модел
съпътства съзнателната човешка дейност.
Вербални – умствени модели, изразени в разговорна форма.
Използва се за предаване на мисли
Информационни модели – целенасочено подбрана информация за
обект, който отразява най-значимото за изследователя
свойства на този обект. ЕТАПИ НА РАЗРАБОТКА И ИЗСЛЕДВАНЕ
МОДЕЛИ НА КОМПЮТЪР
Използване на компютър за изследване на информационни модели
различни обекти и системи ви позволява да изучавате техните промени
в зависимост от стойността на определени параметри. Процес на развитие
модели и изучаването им на компютър могат да бъдат разделени на няколко
основни етапи.
Описателен информационен модел. На първия етап от изследването
на обект или процес обикновено се изгражда описателна информация
модел. Този модел подчертава значимите, от гледна точка на целите,
на провежданото изследване, параметрите на обекта и маловажни
пренебрегва параметрите.
Формализиран модел. На втория етап, формализиран
модел, т.е. описателният информационен модел е написан с
използвайки някакъв формален език. В такъв модел, използвайки
формули, уравнения или неравенства, формалните връзки са фиксирани
между началните и крайните стойности на свойствата на обекта, както и
се налагат ограничения върху допустимите стойности на тези свойства. Компютърен модел. На третия етап е необходимо да се формализира
конвертирате информационния модел в компютърен модел, т.е.
изразете го на компютърно четим език. Има различни
начини за изграждане на компютърни модели, включително:
- създаване на компютърен модел под формата на проект на един от езиците
програмиране;
- изграждане на компютърен модел с помощта на електронни таблици
или други приложения.
Компютърен експеримент. Ако съществува компютърен модел в
под формата на проект на един от езиците за програмиране, трябва да се стартира
изпълнение, въведете първоначалните данни и получете резултатите.
Ако компютърен модел се изследва в приложение, тогава е възможно да се конструира
диаграма или графика, сортиране и търсене на данни, или
използвайте други специализирани методи за обработка на данни.
Анализ на получените резултати и корекция на изследвания модел.
Петият етап се състои в анализиране на получените резултати и извършване на корекции
изследваният модел. При несъответствие между получените резултати от
изследване на информационния модел, измерени параметри на реал
обекти, можем да заключим, че на предходните етапи на строителството
моделът съдържаше грешки или неточности. ВИДОВЕ ИНФОРМАЦИОННИ МОДЕЛИ
Табличен - обектите и техните свойства са представени под формата на списък, а техните
стойностите се поставят в правоъгълни клетки. Превъртете
обекти от същия тип се поставят в първата колона (или ред), а стойностите
техните свойства се поставят в следните колони (или редове)
Йерархичен – обектите са разпределени по нива. Всеки елемент
елемент от високо ниво се състои от елементи от по-ниско ниво и елемент от ниско ниво
ниво може да бъде част само от един елемент от по-високо
ниво
Мрежа – използва се за отразяване на системи, в които връзките между
елементите имат сложна структура Според степента на формализация информационните модели могат да бъдат образни и символни.
Емблематични модели:
Геометрични (чертеж, пиктограма, чертеж, карта, план, обемен
изображение)
Структурни (таблица, графика, диаграма, диаграма)
Вербален (описание на естествени езици)
Алгоритмичен (номериран списък, изброяване стъпка по стъпка, блок-схема)
Емблематични модели:
Математически – представени от математически формули, които се показват
параметърна връзка
Специални – представени на специални. езици (бележки, химически формули)
Алгоритмични - програми АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ
ИНФОРМАЦИОНЕН МОДЕЛ
В случай на несъответствие между резултатите, получени по време на изследването
информационен модел, могат да се правят измерените параметри на реални обекти
заключение, че са допуснати грешки на предишните етапи на изграждане на модела или
неточности.
Например, при изграждането на описателен качествен модел може да има
основните свойства на обектите са били неправилно избрани по време на процеса на формализиране
могат да се допуснат грешки във формули и т.н. В тези случаи е необходимо
направете корекции на модела и моделът може да бъде усъвършенстван
многократно, докато анализът на резултатите покаже съответствието им с изследваното
обект. започнете работа. Времето, необходимо за работа на машината е приблизително
същата сума като за ръчно умножаване на дадени числа на хартия.
Разгледаният пример показва същността на трудностите, които възникват при използването
Компютър: ниската скорост на въвеждане на данни може да отмени огромното
изчислителна скорост. Тези трудности доведоха по едно време до факта, че компютрите
са използвани главно само за решаване на отделни сложни научно-технически проблеми.
Икономическите и други управленски проблеми, решавани в автоматизираните системи за управление, се различават
много повече изходни данни. Ето защо, опитвайки се да използвате
Компютърът в режим на решаване на индивидуални проблеми, приложен към управлението, води до
изключително неефективно използване на машините. Наистина ефективен
цялостна автоматизация на процесите на управление на всички нива на национално
икономика може да съществува само ако съществуват икономически механизми и
организационни форми на управление (предимно документооборот, както и
форми на отчетност, материален интерес и др.) се привеждат в съответствие
с огромните нови възможности на съвременната електроника
компютърни технологии.