Формализация и моделирование

Моделирование и формализация

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие, очень быстрые или очень медленные процессы и др.)

Примеры: глобус, модели молекул и кристаллических решеток, , муляжи животных, скелет человека и др.

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

1. В проектировании: чертежи, макеты зданий, электрические схемы.

2. Теоретические модели (теории, законы, гипотезы): гелиоцентрическая система мира Коперника, модель атома Резерфорда-Бора и др.)

3. Художественное творчество является процессом создания моделей: литературные произведения, живописные полотна, скульптуры, театральные постановки и др.

Модель.

Модель – это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Один и тот же объект может иметь множество моделей , а разные объекты могут описываться одной моделью .

Примеры: 1. Человек – материальная точка (механика), объект, состоящий из химических веществ (в химии), система, стремящаяся к самосохранению (биология) и др.

2. Различные материальные тела (от планеты до песчинки) могут рассматриваться как материальные точки.

Модели

МАТЕРИАЛЬНЫЕ

(предметные)

ИНФОРМАЦИОННЫЕ (ИМ)

Представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

Примеры : муляжи, макеты, глобус, модели и др.

Образные

Знаковые

Зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации.

Примеры: плакаты, схемы, фотографии, к/ф и др.

Строятся с использованием различных языков (знаковых систем).

Примеры:

1. текст (программа)

2. Формула

3. таблица

Формализация

Языки

Естественные

Формальные

(русский, английский, японский)

(алгебра, геометрия, тригонометрия, языки программирования, алгебра логики и др.)

Используются для создания описательных ИМ.

Пример : Инструкция по эксплуатации.

Используются для построения формальных ИМ

Примеры:

Формулы, уравнения, программы, высказывания.

Формализация – процесс построения ИМ с помощью формальных языков.

Статические и динамические ИМ

Понятие о системе

Практически каждый объект входит в состав другого объекта, и состоит из объектов, т.е является системой.

Примеры: …

Система состоит из объектов, которые являются элементами системы.

Важный признак системы – целостное функционирование.

СИМ – модели, описывающие состояние системы в определённый момент времени.

Примеры : классификация животного мира, строение молекул, структура солнечной системы.

ДИМ – модели, описывающие процессы изменения и развития систем.

Примеры : формулы, описывающие движение; схемы развития организмов, уравнения химических реакций.

В каждый момент времени объект находится в определённом состоянии, которое характеризуется набором свойств и их значений.

Тип свойства:

- Постоянные (сохраняют свои значения)

- Переменные (могут изменять свои значения)

Для изменения свойства нужно сделать определённые действия (операции).

Информационные модели процессов управления.

В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух объектов – управляющего и управляемого, которые соединену каналами парямой и обратной связи.

Модели, описывающие информационные процессы управления в сложных системах, называются информационными моделями процессов управления.

Управляющий

объект

Управляемый

объект

Канал управления

Пример: Запись на дискету.

Канал управления

Управляющий

объект

Управляемый

объект

Канал обратной

связи

Пример: запись на жесткий диск

• Построение описательной ИМ (на естественном языке)
• Построение формализованной ИМ(на формальном языке)
• Построение компьютерной модели

• На языке программирования,
• С использованием приложения.

• Проведение компьютерного эксперимента.
• Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели.