Un modèle est un objet matériel ou représenté mentalement qui, au cours de l'étude, remplace l'objet d'origine, en conservant certaines de ses propriétés typiques qui sont importantes pour cette étude. Dans ce cas, un objet est compris comme tout objet matériel, processus, phénomène.
La principale caractéristique de la modélisation est qu'il s'agit d'une méthode de cognition indirecte à l'aide d'objets proxy. Le modèle agit comme une sorte d'outil de connaissance, que le chercheur met entre lui et l'objet et à l'aide duquel il étudie l'objet qui l'intéresse. C'est cette caractéristique de la méthode de modélisation qui détermine les formes spécifiques d'utilisation des abstractions, des analogies, des hypothèses et d'autres catégories et méthodes de cognition.
La nécessité d'utiliser la méthode de modélisation est déterminée par le fait que de nombreux objets (ou problèmes liés à ces objets) sont soit impossibles à étudier directement ou pas du tout, soit que cette recherche nécessite beaucoup de temps et d'argent.
Le processus de modélisation comprend trois éléments :
1) sujet (chercheur),
2) objet d'étude,
3) un modèle qui médiatise la relation entre le sujet connaissant et l'objet connu.
Objectif et fonctions du modèle
But et fonctions des modèles extrêmement large. Modèle, reproduisant un objet, peut être construit aux fins suivantes :
obtenir des résultats purement pratiques, par exemple, établir des liens fonctionnels entre l'entrée et la sortie objet pour résoudre des problèmes de contrôle spécifiques, créer des prothèses (cœur artificiel, mains, etc.);
enseigner, démontrer et faciliter l'assimilation de connaissances toutes faites ;
Recherche reproductible objet, ce qui est du plus grand intérêt.
Dans ce cas maquette peut être utilisé pour :
améliorer ou construire une théorie du processus, étant une sorte de pré-théorie ;
prédictions de comportement objet, étant son adjoint ;
complexe de remplacement systèmes, par exemple, les équations différentielles sont plus simples système avec une précision acceptable pour certaines conditions ;
gain de temps et d'argent;
interprétation des résultats expérimentaux et théoriques en remplaçant expérience par objet expérimenter sur des modèlesà l'aide d'un AVM ou d'un ordinateur.
Voici la fonction critère des modèles, qui consiste dans le fait qu'avec son aide, il est possible de vérifier la vérité des connaissances sur l'original, puisque maquette permet de présenter les connaissances accumulées sous une forme compacte et interconnectée (systémique) et de les comparer avec l'original.
2. Le concept de modélisation. Principes de base de la modélisation.
La modélisation- reproduction des caractéristiques de certains objet sur un autre matériel ou mental objet, spécialement créé pour leur étude . Dans cette définition la modélisation contient aussi essentiellement l'une des définitions générales des modèles.
Tout d'abord, il faut souligner que le sujet, objet d'étude et maquette.
Le processus de modélisation est le processus de transition du domaine réel au virtuel (modèle) au moyen de la formalisation, puis le modèle est étudié (modélisation proprement dite) et, enfin, les résultats sont interprétés comme une transition inverse du domaine virtuel au le vrai. Cette voie remplace l'étude directe de l'objet dans le domaine réel, c'est-à-dire la solution frontale ou intuitive du problème. Ainsi, dans le cas le plus simple, la technologie de modélisation comporte 3 étapes :
formalisation;
la modélisation;
interprétation.
Les avantages de la modélisation ne peuvent être obtenus que si les conditions assez évidentes suivantes sont remplies :
Le modèle reflète adéquatement les propriétés de l'original, essentielles du point de vue de la finalité de l'étude ;
Le modèle permet d'éliminer les problèmes inhérents à la réalisation de mesures sur des objets réels.
Lors de l'expérimentation d'un modèle d'un système complexe, on peut obtenir plus d'informations sur les facteurs d'interaction internes du système que lors de la manipulation avec un système réel en raison de la variabilité des éléments structurels, de la facilité de modification des paramètres du modèle, etc.
PRINCIPES DE MODÉLISATION
Principe suffisance d'informations. En l'absence totale d'informations sur l'objet étudié, il est impossible de construire son modèle. Si l'information est complète, alors la simulation n'a pas de sens. Il doit y avoir un certain niveau critique d'information a priori sur l'objet (le niveau de suffisance de l'information), à partir duquel son modèle adéquat peut être construit.
Principe faisabilité. Le modèle doit assurer l'atteinte de l'objectif fixé avec une probabilité différente de zéro et en un temps fini. Habituellement, une certaine valeur seuil de la probabilité P 0 et une limite de temps acceptable t 0 pour atteindre l'objectif sont fixées. Le modèle est réalisable si
P(t)≥ P 0 Et t ≤ t 0 .
Principe pluralité des modèles. Le modèle créé doit refléter, tout d'abord, les propriétés du système ou du processus modélisé qui affectent l'indicateur de performance sélectionné. Ainsi, à l'aide d'un modèle spécifique, seuls certains aspects de la réalité peuvent être étudiés. Pour une étude plus complète de celui-ci, un certain nombre de modèles sont nécessaires qui permettent une approche plus polyvalente et avec des degrés de détail variables pour refléter l'objet ou le processus à l'étude.
Principe agrégation. Un système complexe peut généralement être représenté comme composé de sous-systèmes (agrégats), pour la description mathématique desquels des schémas mathématiques standard sont utilisés. De plus, ce principe permet de reconstruire le modèle de manière flexible en fonction des objectifs de l'étude.
Principe paramétrage. Dans certains cas, le système simulé peut avoir des sous-systèmes relativement isolés qui sont caractérisés par un certain paramètre (y compris un vecteur). Ces sous-systèmes peuvent être vus dans le modèle par les numéros correspondants et ne décrivent pas le processus de leur fonctionnement. Si nécessaire, la dépendance de ces quantités à la situation peut être donnée sous forme de tableau, de graphique ou d'expression analytique (formule). Cela vous permet de réduire le volume et la durée de la simulation. Cependant, il faut se rappeler que la paramétrisation réduit l'adéquation du modèle.
La modélisation est une méthode de cognition du monde environnant, qui peut être attribuée aux méthodes scientifiques générales utilisées à la fois au niveau empirique et au niveau théorique de la cognition. Lors de la construction et de l'étude du modèle, presque toutes les autres méthodes de cognition peuvent être utilisées.
Un modèle (du latin module - mesure, échantillon, norme) est compris comme un objet matériel ou représenté mentalement qui, dans le processus de cognition (étude), remplace l'objet d'origine, en conservant certaines de ses caractéristiques typiques qui sont importantes pour cela. étude. Le processus de construction et d'utilisation d'un modèle s'appelle la modélisation.
Dans l'analyse des systèmes, la modélisation est considérée comme la principale méthode de connaissance scientifique, associée à l'amélioration des méthodes d'obtention et de fixation d'informations sur les objets à l'étude, ainsi qu'à l'acquisition de nouvelles connaissances basées sur des expériences modèles. Aujourd'hui, la plupart des modèles sont développés à l'aide de la technologie informatique et de la technologie informatique, ces modèles sont développés à l'aide de programmes ou peuvent eux-mêmes agir comme un programme.
Lors de la construction d'un modèle, le chercheur part toujours des objectifs fixés, ne prend en compte que les facteurs les plus significatifs pour les atteindre. Par conséquent, tout modèle n'est pas identique à l'objet d'origine et est donc incomplet, car lors de sa construction, le chercheur n'a pris en compte que les facteurs les plus importants de son point de vue.
L'objectif le plus important et le plus courant des modèles est leur application à l'étude et à la prédiction du comportement de processus et de phénomènes complexes. Il convient de garder à l'esprit que certains objets et phénomènes ne peuvent pas du tout être étudiés directement. Un autre objectif non moins important des modèles est qu'ils aident à identifier les facteurs les plus significatifs qui forment certaines propriétés d'un objet, puisque le modèle lui-même ne reflète que certaines des principales caractéristiques de l'objet d'origine, qui doivent être prises en compte lors de la étudier un processus ou un phénomène particulier. . Le modèle vous permet d'apprendre à contrôler correctement un objet en testant diverses options de contrôle. Utiliser un objet réel pour cela est souvent risqué ou tout simplement impossible. Si les propriétés d'un objet changent avec le temps, la tâche de prédire les états d'un tel objet sous l'influence de divers facteurs devient d'une importance particulière.
Le but de la simulation dicte quels aspects de l'original doivent être reflétés dans le modèle. Différents objectifs correspondent à différents modèles du même objet.
Les modèles peuvent être construits par la pensée (modèles abstraits) ou par le monde matériel (modèles réels). Parmi les modèles abstraits, une place particulière est occupée par les modèles linguistiques. L'ambiguïté, le flou du langage naturel, si utile dans bien des cas, peuvent gêner certaines pratiques. Puis se créent des langages (professionnels) plus précis, toute une hiérarchie de langages, de plus en plus précis, aboutissant à un langage mathématique idéalement formalisé.
Question 1. La modélisation en informatique c'est :
Réponse 1. le processus de remplacement d'un objet réel par un modèle qui reflète ses caractéristiques essentielles nécessaires pour atteindre l'objectif
Réponse 2. le processus de création de modèles de vêtements dans un salon de mode
Réponse 3. le processus de recherche d'une nouvelle solution informelle à un problème
Réponse 4. le processus de remplacement d'un objet réel par un autre matériau ou un objet idéal d'apparence similaire
Question 2. Lors de la construction d'un modèle, vous devez :
Réponse 1. sélectionner toutes les propriétés d'objet existantes
Réponse 2. décrire toutes les propriétés existantes d'un objet
Réponse 3. sélectionner uniquement les propriétés de l'objet qui sont essentielles pour résoudre le problème
Réponse 4. décrire l'emplacement et la structure de l'objet
Question 3. Un modèle d'information d'un objet s'appelle :
Réponse 1. sa description à l'aide d'expressions et de formules mathématiques
Réponse 2. dessin d'objet
Réponse 3. le modèle de l'objet est extérieurement similaire à l'objet
Réponse 4. globe
Question 4. Parmi les modèles suivants, indiquez celui mathématique :
Réponse 1. certificat d'acceptation à domicile
Réponse 2. formule pour trouver l'aire d'un triangle
Réponse 3. Recette
Réponse 4. Guide télévisé
Question 5. Lequel des documents suivants représente le modèle d'information de l'activité scolaire ?
Réponse 1. plan du bâtiment et de la cour de l'école
Réponse 2. horaire des appels
Réponse 3. calendrier
Réponse 4. Charte scolaire
Question 6. La structure de fichiers du système d'exploitation d'un ordinateur personnel peut très clairement être décrite comme suit :
Réponse 1. modèle tabulaire
Réponse 2. modèle graphique
Réponse 3. modèle mathématique
Réponse 4. modèle hiérarchique
Question 7. Quel est le besoin de simulation informatique d'une explosion nucléaire:
Réponse 1. obtenir des données fiables sur l'impact de l'explosion sur la santé humaine
Réponse 2. pour la vérification expérimentale de l'effet des hautes températures et de l'irradiation sur les objets naturels
Réponse 3. pour réduire le coût de la recherche et assurer la sécurité des personnes
Réponse 4. mener de véritables recherches sur les processus se produisant dans la nature pendant l'explosion et après l'explosion
Question 8. Spécifiez l'énoncé correct :
Réponse 1. Un modèle statique d'un système décrit son état, tandis qu'un modèle dynamique décrit son comportement.
Réponse 2. le modèle dynamique du système décrit son état, et le modèle statique décrit le comportement
Réponse 3. le modèle dynamique du système est toujours présenté sous forme de formules ou de graphiques
Réponse 4. le modèle statique du système est toujours présenté sous forme de formules ou de graphiques
1. La formalisation est
une. Le passage des problèmes flous qui surgissent dans la réalité aux modèles d'information formels. | ||
b. Isolement des informations essentielles sur l'objet. | ||
c. L'étape de transition d'une description significative des liens entre les caractéristiques sélectionnées d'un objet à une description utilisant un langage de codage. | ||
ré. Remplacer un objet réel par un signe ou un ensemble de signes. |
Les architectes ont soumis au concours des maquettes de projets d'aménagement de quartiers résidentiels sous forme de maquettes. Qu'est-ce qu'un modèle prototype ?
Choisissez une réponse.
une. Idée d'architecte | ||
b. Véritable quartier résidentiel | ||
c. Dessin de projet, préalablement réalisé sur papier. | ||
ré. La tâche assignée aux architectes par le client du projet. |
Choisissez une réponse.
une. description de l'objet original à l'aide de formules mathématiques ; | ||
b. description de l'objet original en langage naturel ou formel ; | ||
c. un autre objet qui ne reflète pas les caractéristiques et les propriétés de l'objet d'origine ; | ||
ré. un ensemble de formules écrites dans le langage des mathématiques qui décrivent le comportement de l'objet d'origine. | ||
e. un ensemble de données sous la forme d'un tableau contenant des informations sur les caractéristiques qualitatives et quantitatives de l'objet d'origine ; |
Établir une correspondance entre les exemples de modèles et leur variété selon le degré de formalisation. Pour chaque position donnée dans la première colonne, faites correspondre la position correspondante de la deuxième colonne.
|
Choisissez une réponse. Spécifiez une instruction FALSE. Choisissez une réponse.
Qu'est-ce qu'un modèle d'information d'un objet ? Choisissez une réponse.
Le chemin de terre traverse successivement les localités A, B, C et D. La longueur de la route entre A et B est de 80 km, entre B et C - 50 km et entre C et D - 10 km. Choisissez une réponse. Qu'est-ce qu'un modèle d'information informatique ? Choisissez une réponse.
Qu'appelle-t-on modélisation par simulation ? Choisissez une réponse.
Le choix du type de modèle dépend : Choisissez une réponse.
Le but de la création d'un modèle d'information est : Choisissez une réponse.
Une expérience informatique consiste en une séquence d'étapes : Choisissez une réponse.
Par exemple modèles de comportement peut être appelé : Choisissez une réponse. Il y a des vols quotidiens entre quatre aéroports : OCTOBER, BEREG, RED et SOSNOVO. Voici un fragment de l'horaire des vols entre eux :
Le voyageur s'est retrouvé à l'aéroport OCTOBRE à minuit (0:00). Déterminez au plus tôt l'heure à laquelle il pourra se rendre à l'aéroport de SOSNOVO. Choisissez une réponse. Tâches 1. Détermination de la longueur minimale d'une clôture dans une parcelle de jardin. Une parcelle de jardin rectangulaire a une aire S. À quelles dimensions de la longueur et de la largeur de la parcelle la longueur de la clôture sera-t-elle minimale ? Effectuer des calculs. 2. Collage de la boîte. Il y a une feuille de carton carrée. Quatre carrés sont découpés dans la feuille aux coins et la boîte est collée le long des côtés des découpes. Quel doit être le côté du carré découpé pour que la boîte ait la capacité maximale ? Quelle taille de feuille faut-il prendre pour en obtenir une boîte d'un volume maximum donné ? 3. Horaire d'entraînement. Après avoir commencé l'entraînement, l'athlète a couru 10 km le premier jour. Chaque jour suivant, il a couru 10% de plus que le précédent. Construisez un tableau "Calendrier des formations", qui comporte les colonnes suivantes :
Déterminez à partir du tableau : kilométrage total pendant 7 jours ; Au bout de combien de jours l'athlète courra plus de 20 km par jour ; Après combien de jours le kilométrage total dépassera 100 km. 4. Sauvetage d'une personne qui se noie. À quelle vitesse et sous quel angle le cercle doit-il être lancé du côté du navire de sauvetage vers une personne qui se noie ? Lors du calcul, tenez compte des conditions suivantes : la vitesse initiale peut varier jusqu'à 10 m/s ; la distance entre la personne qui se noie et le navire ; la précision de frappe est ∆=0,5 m ; L'angle de projection peut être négatif ; la hauteur du bordé du navire au-dessus du niveau de la mer. 5. Fécondité et mortalité. Considérons un système dans lequel le nombre d'individus dans une population ne dépend que des naissances et des décès naturels. Il y a assez de nourriture dans un tel système pour tout le monde, l'écologie n'est pas perturbée, rien ne menace la vie. Tâche 6. Les casinos prospèrent parce que le propriétaire a toujours un avantage sur le joueur. Par exemple, dans une version de la roulette, la roue a 38 trous : 36 sont numérotés et divisés en noir et rouge, et les deux autres ont les numéros 0 et 00 et sont peints en vert. Un joueur qui parie sur le rouge ou le noir a 18 chances de gagner sur 38 et 20 chances de perdre sur 38. Vous disposez d'un certain nombre de jetons. Vous souhaitez doubler votre capital. Si la roue s'arrête au numéro que vous avez choisi, votre capital augmente du montant de la mise, sinon la mise ira au casino. Quelle tactique mènera à un résultat positif? 7. Modèle d'information "Composés chimiques" Créer un modèle d'information "Composés chimiques". Inclure les champs suivants dans la base de données : nom usuel, nom chimique, formule chimique, application. 8. Modèle d'information "Maître d'école" Compiler le modèle d'information "Professeur des écoles" en incluant les champs suivants : nom, prénom, patronyme, âge, sexe, expérience d'enseignement, expérience totale, charge d'enseignement, rémunération mensuelle moyenne, nombre de membres de la famille. Sur la base du modèle de données initial, générez des modèles d'informations : · "Jeune enseignant" (expérience pédagogique jusqu'à 5 ans, âge jusqu'à 30 ans); · "Professeur honoré" (expérience pédagogique de plus de 20 ans). Enregistrez le résultat sur le disque M : dossier "Computer_Informatics_07" Placez le résultat sur SarWiki sur la page Fondements théoriques de l'informatique et méthodes de son enseignement dans la section Fondements scientifiques de l'informatique scolaire. 9. Imaginez qu'il ne reste qu'une seule source d'eau douce sur Terre - le lac Baïkal. Pendant combien d'années le Baïkal fournira de l'eau à la population du monde entier 10. Les taux annuels de natalité et de mortalité d'une certaine population sont connus. Calculez l'âge que peuvent vivre les individus d'une génération. 11. Pour la production du vaccin, il est prévu de faire pousser une culture de bactéries à l'usine. On sait que si la masse de bactéries est de x g, alors en un jour elle augmentera de (a-bx)x g, où les coefficients a et b dépendent du type de bactérie. L'usine collectera quotidiennement m g de bactéries pour les besoins de la production de vaccins. Pour établir un plan, il est important de savoir comment évolue la masse de bactéries après 1, 2, 3, ..., 30 jours.. 12. Créer un modèle de biorythmes pour une personne spécifique à partir de la date actuelle spécifiée (jour de référence) un mois à l'avance aux fins d'une analyse plus approfondie du modèle. Sur la base de l'analyse des biorythmes individuels, prédisez les jours défavorables, choisissez les jours favorables pour diverses activités. 13. Déterminer comment la densité de la population de pigeons va évoluer au cours des 5 prochaines années, si des observations préliminaires ont permis d'établir que sa densité est de 130 individus/ha. Pendant la saison de reproduction (pour une colombe une fois par an), en moyenne, 1,3 oursons survivent d'une couvée d'œufs. La mortalité des pigeons est constante, en moyenne 27% des individus meurent par an. Avec une augmentation de la densité de population à 300 individus/ha et plus, la mortalité est de 50% 14. Il y a un mur à une certaine distance du canon. L'angle d'inclinaison du canon et la vitesse initiale du projectile sont connus. Le projectile touchera-t-il le mur ? 15. Lors de la montée, le moteur de la voiture a "calé". La voiture s'arrêtera-t-elle sur la montagne ou roulera-t-elle? |
Labo #4
modélisation de l'information
Fondements théoriques de la modélisation
La modélisation est une méthode de cognition, consistant en la création et l'étude de modèles, c'est-à-dire étude d'objets par la construction et l'étude de maquettes.
Modèle- il s'agit d'une similitude simplifiée d'un objet réel, qui reflète les caractéristiques essentielles (propriétés) de l'objet, du phénomène ou du processus réel étudié.
Modèle- il s'agit d'un tel objet matériel ou mentalement représenté qui remplace l'objet original dans le but de son étude, tout en conservant certaines des caractéristiques et propriétés typiques de l'original qui sont importantes pour cette étude.
Un objet est une partie du monde environnant, considérée par une personne comme un tout. Chaque objet a un nom et des paramètres, c'est-à-dire signes ou quantités qui caractérisent toute propriété de l'objet et prennent diverses valeurs.
Le modèle doit être construit de manière à reproduire au mieux les qualités de l'objet à étudier en fonction de l'objectif. À tous égards, le modèle devrait être plus simple que l'objet et plus pratique à étudier. Ainsi, pour un même objet, il peut y avoir différents modèles, classes de modèles, correspondant à différentes finalités de son étude.
Étapes de modélisation :
1. Enoncé du problème : description du problème, finalité de la modélisation, formalisation du problème
2. Développement de modèles : modèle d'information, modèle informatique
3. Expérience informatique - plan d'expérience, recherche
4. Analyse des résultats de simulation
Un modèle bien construit, en règle générale, est plus accessible à la recherche qu'un objet réel (par exemple, comme l'économie d'un pays, le système solaire, etc.). Un autre objectif non moins important du modèle est qu'il aide à identifier les facteurs les plus significatifs qui forment certaines propriétés de l'objet. Le modèle vous permet également d'apprendre à contrôler un objet, ce qui est important dans les cas où l'expérimentation d'un objet est gênante, difficile ou impossible (par exemple, lorsque l'expérience a une longue durée ou lorsqu'il y a un risque d'amener l'objet dans un état indésirable ou irréversible).
Ainsi, nous pouvons conclure que le modèle est nécessaire pour :
- comprendre comment un objet particulier est agencé - quelles sont sa structure, ses propriétés de base, ses lois de développement et son interaction avec le monde extérieur ;
- apprendre à gérer un objet ou un processus et déterminer les meilleurs modes de gestion pour des objectifs et des critères donnés (optimisation) ;
- prédire les conséquences directes et indirectes de la mise en œuvre des méthodes et formes d'impact spécifiées sur l'objet, le processus.
Les aspects de la modélisation peuvent être l'apparence, la structure, le comportement de l'objet de modélisation, ainsi que leurs diverses combinaisons.
La structure d'un objet est l'ensemble de ses éléments et les liens existant entre eux.
Le comportement d'un objet est le changement de son apparence et de sa structure au fil du temps à la suite d'une interaction avec d'autres objets.
Modéliser l'apparence d'un objet permet de :
Identification (reconnaissance) d'un objet ;
stockage à long terme de l'image.
La modélisation de la structure des objets est utilisée pour :
sa représentation visuelle ;
étudier les propriétés d'un objet;
identifier les relations significatives ;
· étudier la stabilité de l'objet.
La modélisation comportementale est utilisée pour :
· planification, prévision ;
Établir des liens avec d'autres objets;
Identification des relations causales ;
le management;
concevoir des dispositifs techniques, etc.
Dans le processus de modélisation, chaque aspect de la modélisation est révélé à travers un ensemble de propriétés.
Les modèles ne reflètent pas toutes les propriétés de l'objet, mais seulement celles qui sont essentielles du point de vue de la finalité de la modélisation.
chaque aspect de la modélisation est caractérisé par son propre ensemble de propriétés :
apparence - un ensemble de fonctionnalités;
structure - une liste d'éléments et une indication de la relation entre eux;
comportement - un changement d'apparence et de structure au fil du temps.
Certaines propriétés de l'objet de modélisation peuvent être exprimées sous forme de valeurs qui prennent des valeurs numériques. Ces quantités sont appelées paramètres du modèle.
Un modèle d'information peut être considéré comme un nouvel objet d'information, qui, à son tour, peut également être un objet de modélisation.
C'est grâce à la formalisation que la logique mathématique a pu être utilisée dans des ordinateurs électroniques qui fonctionnent selon ses lois.
V. Pekelis
Toute la vie d'une personne la confronte constamment à des tâches et des problèmes aigus et différents. L'émergence de tels problèmes, difficultés, surprises signifie que dans la réalité qui nous entoure, il y a beaucoup d'inconnu, de caché. Par conséquent, une connaissance toujours plus large du monde est nécessaire, la découverte en lui de processus de plus en plus nouveaux, et la relation des personnes et des choses.
Le succès du développement intellectuel de l'élève est atteint principalement en classe, où le degré d'intérêt des élèves pour l'apprentissage, le niveau de connaissances, la préparation à une auto-éducation constante, c'est-à-dire dépend de la capacité de l'enseignant à organiser une activité cognitive systématique. leur développement intellectuel.
L'expérience de l'enseignement de la matière informatique montre que les types d'activités des étudiants dans l'analyse de situations, la prévision, la construction de modèles d'information, la création de conditions pour un choix variable de solutions, l'utilisation de techniques heuristiques et la capacité à mener des activités de conception sont particulièrement mis en évidence. comme buts.
Les tâches spécifiques de l'étude de l'informatique à l'école prennent la forme :
- familiariser les étudiants avec les concepts de système, d'information, de modèle, d'algorithme et leur rôle dans la formation d'une image moderne de l'information du monde, leur apprendre à définir ces concepts, mettre en évidence leurs caractéristiques et les expliquer, distinguer les types de modèles, algorithmes , etc.;
- révéler les schémas généraux des processus d'information dans la nature, la société, les systèmes techniques ;
- familiariser les étudiants avec les principes de formalisation, de structuration de l'information et développer la capacité à construire des modèles d'information des objets et systèmes étudiés;
- développer des styles de pensée algorithmiques et logiques;
- former la capacité d'organiser la recherche d'informations nécessaires pour résoudre le problème;
- pour former la capacité de planifier des actions pour atteindre l'objectif, en utilisant un ensemble fixe d'outils.
La formation est un processus d'éducation et de formation visant à développer la personnalité d'une personne ou ses qualités individuelles. Former, c'est organiser et conduire l'éducation et la formation de manière à influencer l'élève de manière à développer en lui telle ou telle qualité.
La maîtrise de la section « Formalisation et Modélisation » est proposée comme fondamentale sur cette voie.
par section « Modélisation et Formalisation » 8 heures sont allouées. La section couvre les sujets suivants :
- Un objet. Classement des objets. modèles d'objets. 2h.
- Classement des modèles. Les grandes étapes de la modélisation. 2h.
- Énoncé formel et informel du problème.
- Principes de base de la formalisation. 2h.
- Le concept de technologie de l'information pour résoudre des problèmes.
- Construire un modèle d'information. 2h.
Les principaux concepts que les étudiants devraient apprendre après avoir étudié le sujet:
Objet, modèle, modélisation ; formalisation; modèle d'information ; technologie de l'information pour la résolution de problèmes; expérience informatique.
À la fin de l'unité, les étudiants doivent connaître:
- sur l'existence de plusieurs modèles pour le même objet ;
- étapes de la technologie de l'information pour résoudre des problèmes à l'aide d'un ordinateur.
les étudiants devraient être capable de:
- donner des exemples de modélisation et de formalisation ;
- donner des exemples de description formalisée d'objets et de processus ;
- donner des exemples de systèmes et leurs modèles.
- construire et explorer les modèles d'information les plus simples sur un ordinateur.
L'étude de la section se déroule en spirale : elle commence par le concept Un objet. Classement des objets. Pour l'étude, un film de diapositives est utilisé, qui définit ces concepts, montre clairement des exemples d'objets, explique - quelles sont les propriétés d'un objet, de l'environnement (voir<Рисунок 1> , <Рисунок 2>) etc.
Utilisation de cette diapositive<Приложение 1 >L'étudiant peut comprendre ces concepts de façon autonome. Après la systématisation des concepts associés à l'objet, il y a une transition en douceur vers les concepts modèle, classification des modèles ( Voir<Рисунок 3> , <Рисунок 4> ) . L'élève se voit confier des tâches du type : Objet - personne. Le phénomène est un orage. Lister leurs modèles et les classer.
L'homme a longtemps utilisé la modélisation pour étudier des objets, des processus, des phénomènes dans divers domaines. Les résultats de ces études servent à déterminer et à améliorer les caractéristiques d'objets et de processus réels ; comprendre l'essence des phénomènes et développer la capacité de les adapter ou de les gérer; pour la construction de nouvelles installations ou la modernisation d'anciennes. La modélisation aide une personne à prendre des décisions éclairées et réfléchies, à prévoir les conséquences de ses activités.
Grâce aux ordinateurs, non seulement les domaines d'application de la modélisation sont considérablement élargis, mais une analyse complète des résultats obtenus est également fournie.
En étudiant la section, les élèves se familiarisent avec les bases de la modélisation et de la formalisation. Les élèves doivent comprendre ce qu'est un modèle et quels types de modèles existent. Cela est nécessaire pour que, lors de la recherche, les étudiants puissent choisir et utiliser efficacement l'environnement logiciel et les outils adaptés à chaque modèle. Le début de toute recherche est formulation du problème, qui est déterminé par l'objectif donné. Le type de modèle, le choix de l'environnement logiciel et les résultats obtenus dépendent de la manière dont on comprend le but de la modélisation. L'élève apprend à grandes étapes de la modélisation que le chercheur doit franchir pour atteindre son objectif.
Le contenu de la formation est formé par une liste de différents modèles disponibles pour la compréhension par les étudiants. On connaît déjà un nombre suffisant de tels modèles pour lesquels l'utilisation d'un ordinateur est indispensable. Sur des modèles spécifiques de différentes matières scolaires, les élèves apprennent techniques de simulation, apprendre à construire modèles d'informations. Pour ce faire, vous pouvez utiliser différents environnements logiciels. L'étudiant détermine le volume de contenu et les opportunités pour différents types de technologies de l'information, en fonction de ses capacités.
Un point important dans l'enseignement et la maîtrise des connaissances acquises est la fourniture de tous les éléments pédagogiques de la section avec des tests du niveau requis, qui sont extraits du manuel méthodologique 5, 7 *, également sur Internet, auteur N. Ugrinovich.
Cet article présente une des variantes du test concernant les principaux éléments pédagogiques de la section "Modélisation et formalisation". Est également donné le texte du travail de contrôle développé par S.Yu. Piskunova, et sa solution, de la collection 9*
Test sur le thème "Modélisation et formalisation"
1. Qu'appelle-t-on un attribut d'un objet ?
- Représentation d'un objet du monde réel à l'aide d'un certain ensemble de ses caractéristiques essentielles à la résolution de ce problème d'information.
- Une abstraction d'objets du monde réel qui partagent des caractéristiques et des comportements communs.
- Relation entre un objet et ses caractéristiques.
- Chaque caractéristique individuelle commune à toutes les instances possibles
2. Le choix du type de modèle dépend :
- La nature physique de l'objet.
- But de l'objet.
- Objectifs de l'étude de l'objet.
- L'entité d'information de l'objet.
3. Qu'est-ce qu'un modèle d'information d'un objet ?
- Un objet matériel ou mentalement représenté qui remplace l'objet original dans le processus de recherche avec la préservation des propriétés les plus essentielles qui sont importantes pour cette recherche.
- Une description formalisée d'un objet sous forme de texte dans un langage de codage contenant toutes les informations nécessaires sur l'objet.
- Un outil logiciel qui implémente un modèle mathématique.
- Description des attributs des objets qui sont essentiels pour le problème considéré et les relations entre eux.
4. Précisez la classification des modèles au sens étroit du terme :
- Naturel, abstrait, verbal.
- Abstrait, mathématique, informatif.
- Mathématique, informatique, information.
- Verbal, mathématique, informationnel
5. L'objectif de la création d'un modèle d'information est :
- Traiter des données sur un objet du monde réel, en tenant compte de la relation entre les objets.
- La complication du modèle, en tenant compte de facteurs supplémentaires qui ont été précédemment informés.
- Enquête sur des objets basée sur l'expérimentation informatique avec leurs modèles mathématiques.
- Représentation d'un objet sous forme de texte dans un langage artificiel accessible au traitement informatique.
6. La modélisation de l'information est basée sur :
- Désignation et nom de l'objet.
- Remplacement d'un objet réel par un modèle correspondant.
- Trouver une solution analytique qui fournit des informations sur l'objet à l'étude.
- Description des processus d'origine, de traitement et de transmission de l'information dans le système d'objets étudié.
7. La formalisation est
- L'étape de transition d'une description significative des liens entre les caractéristiques sélectionnées d'un objet à une description utilisant un langage de codage.
- Remplacer un objet réel par un signe ou un ensemble de signes.
- Le passage des problèmes flous qui surgissent dans la réalité aux modèles d'information formels.
- Isolement des informations essentielles sur l'objet.
8. La technologie de l'information s'appelle
- Un processus déterminé par une combinaison de moyens et de méthodes de traitement, de fabrication, de modification de l'état, des propriétés, de la forme d'un matériau.
- Modification de l'état initial d'un objet.
- Processus qui utilise un ensemble de moyens et de méthodes pour traiter et transmettre des informations primaires d'une nouvelle qualité sur l'état d'un objet, d'un processus ou d'un phénomène.
- Un ensemble d'actions spécifiques visant à atteindre l'objectif.
9. Qu'appelle-t-on modélisation par simulation ?
- Technologie moderne de recherche d'objets.
- L'étude des phénomènes et processus physiques à l'aide de modèles informatiques.
- Implémentation du modèle mathématique sous la forme d'un outil logiciel.
10. Qu'est-ce qu'un modèle d'information informatique ?
- Représentation d'un objet sous forme de test dans un langage artificiel accessible au traitement informatique.
- Ensemble d'informations qui caractérisent les propriétés et l'état d'un objet, ainsi que sa relation avec le monde extérieur.
- Un modèle sous forme mentale ou conversationnelle, implémenté sur un ordinateur.
- Méthode de recherche liée à la technologie informatique.
11. Une expérience informatique consiste en une séquence d'étapes :
- Le choix d'une méthode numérique - le développement d'un algorithme - l'exécution d'un programme sur un ordinateur.
- Construire un modèle mathématique - choisir une méthode numérique - développer un algorithme - exécuter un programme sur un ordinateur, analyser une solution.
- Développement de modèles - développement d'algorithmes - implémentation de l'algorithme sous la forme d'un outil logiciel.
- Construire un modèle mathématique - développer un algorithme - exécuter un programme sur un ordinateur, analyser une solution.
| numéro de question | |||||||||||
| Réponse Non. | 4 | 3 | 2 | 1 | 4 | 3 | 1 | 3 | 3 | 3 | 2 |
Travail d'essai sur le thème "Modélisation et formalisation"
Option numéro 1.
1. Rédigez une réponse sur le thème "Modèles et comment les composer", en répondant aux questions dans l'ordre.
- Qu'est-ce qu'un modèle objet ?
- Quels modèles rencontrez-vous au quotidien ?
- Qu'est-ce qu'un modèle d'information ?
- Un objet peut-il être décrit à l'aide de différents modèles d'information ? Si oui, en quoi différeront-ils ?
- Composer un modèle d'information de l'objet « voiture » afin de le caractériser pour les passagers. Comment ce modèle va-t-il évoluer si l'objectif est de caractériser la voiture comme un dispositif technique ?
- Un jeu informatique stratégique peut-il être appelé un modèle de jeu ? Si possible, pourquoi ?
2. Composez un modèle mathématique du problème :
Déterminer l'heure de la rencontre de deux piétons allant à la rencontre.
Option numéro 2.
1. Composez une réponse sur le sujet « Classification des objets », en répondant aux questions dans l'ordre.
- Qu'est-ce que la classification des objets ? Pourquoi est-il nécessaire de classer les objets ?
- Donnez un exemple de classification d'objets selon des propriétés communes.
- Quel est le principe de l'héritage ?
- Expliquez avec l'exemple de la classification des objets avec le nom général "programme d'ordinateur".
- Comment classer les modèles ?
- Sur quelle base les modèles sont-ils divisés en statique et dynamique ?
2. Créez un modèle mathématique du problème :
- Déterminer l'heure à laquelle un piéton en rattrapera un autre.
Option 1
1. Réponses aux questions
1.1. Un modèle est une image qui étudie certains aspects essentiels d'un objet, d'un phénomène ou d'un processus.
1.2. Dans la vie de tous les jours, une personne rencontre des modèles matériels et informationnels.
1.3. Les modèles d'information décrivent des objets dans l'un des langages de codage (familier, graphique, scientifique, etc.).
1.4. Un même objet peut avoir plusieurs modèles, tout dépend des propriétés de l'objet à étudier. Par exemple, un seul et même objet une personne en physique est considérée comme un point matériel, en biologie - comme un système luttant pour l'auto-préservation, etc.
1.5. Lors de la compilation d'un modèle d'information d'une voiture afin de décrire les commodités pour les passagers, il est nécessaire d'indiquer: s'agit-il d'un camion ou d'une voiture de tourisme, la capacité (combien de personnes), le nombre de portes, la présence et la taille du coffre, l'intérieur taille, rembourrage, forme, douceur du siège, climatisation, musique, etc. .d. Si vous caractérisez une voiture comme un appareil technique, le poids, la taille, la capacité de charge, la vitesse maximale, la consommation de carburant, etc. sont indiqués.
1.6. Un jeu informatique stratégique affiche les processus d'information qui ont lieu dans la vie. Par exemple, les stratégies militaires décrivent la structure du système étatique en général et de son armée en particulier, les stratégies financières décrivent diverses lois économiques et sociales. Par conséquent, un jeu informatique stratégique peut être considéré comme un modèle d'information du processus d'information qu'il décrit.
L - distance initiale
Résultat : t - temps de déplacement
Pour : L, v 1 , v 2 > 0
Méthode : t = L / (v 1 + v 2)
Option 2
1. Réponses aux questions
1.1. Parmi la variété d'objets du monde environnant, nous essayons d'identifier des groupes d'objets qui ont des propriétés communes. Une classe est un groupe d'objets qui ont des propriétés communes. Les objets d'une classe sont appelés instances de la classe. Les objets de la même classe diffèrent les uns des autres par certaines propriétés spéciales. La classification est la répartition des objets en classes et sous-classes en fonction de propriétés communes.
1.2. Un exemple de classification selon des propriétés communes - l'objet de la littérature peut être divisé en trois grandes classes selon le contenu : la littérature scientifique, la fiction, la littérature journalistique.
1.3. Dans une structure hiérarchique, les objets sont organisés en niveaux où l'instance de niveau inférieur est appelée classe enfant et fait partie de l'instance de niveau supérieur appelée classe parent. La propriété la plus importante des classes est l'héritage - chaque classe enfant hérite de toutes les propriétés de la classe parent.
1.4. Tout programme informatique est un algorithme écrit dans un langage compréhensible par un ordinateur. Les programmes sont divisés en système et en application. Ils remplissent des fonctions différentes, mais tous sont écrits dans un langage compréhensible pour un ordinateur - c'est la propriété héritée par chaque classe enfant (programmes système et application) de la classe parente - un programme informatique.
1.5. Les modèles peuvent être classés selon n'importe quelle caractéristique essentielle.
1.6. Les modèles qui décrivent un système à un moment donné sont appelés modèles d'informations statistiques. Les modèles décrivant les processus de changement et de développement du système sont appelés modèles d'information dynamiques.
2. Modèle mathématique du problème
Soit : t 02 - heure de départ du deuxième piéton
v 1 - la vitesse du premier piéton
v 2 - la vitesse du deuxième piéton
Résultat : t - temps de rencontre des piétons
Lorsque : t 02 , v 1 , v 2 > 0 ; v1< v 2
L 2 \u003d (t - t 02) * v 2
t * v 1 \u003d (t - t 02) * v 2
t * v 1 - t * v 2 = - t 02 * v 2
t \u003d t 02 * v 2 / (v 2 - v 1)
Littérature:
pour les étudiants
- Ivanova I.A. Informatique. 9e année : Atelier. - Saratov : Lycée, 2004
- Informatique, cours de base, de la 7e à la 9e année. – M. : Laboratoire des connaissances fondamentales, 2001.
- Informatique niveau 7-8 / édité par N.V. Makarova. - Saint-Pétersbourg: Maison d'édition "Peter", 1999.
- Informatique niveau 9 / édité par N.V. Makarova. - Saint-Pétersbourg : Peter Kom, 1999.
- N. Ugrinovich "Informatique et technologies de l'information"
- O. Efimova, V. Morozov, N. Ugrinovich. Cours d'informatique avec les bases de l'informatique. Manuel pour les classes supérieures. - M., ABF, 1999.
Méthodologie
- Beshenkov S.A., Lyskova V.Yu., Matveeva N.V. Formalisation et modélisation // Informatique et éducation. - 1999. - N° 5. - S. * - * ; n° 6. - P.21-27 ; N° 7. - P.25-29.
- Boyarshinov V.G. Modélisation mathématique dans le cursus scolaire d'informatique // Informatique et éducation. - 1999. - N° 7. - P.13-17.
- Vodovozov V.M. Préparation de l'information dans l'environnement des objets visuels // Informatique et
éducation. - 2000. - N° 4. - P.87-90. - Obornev E.A., Oborneva I.V., Karpov V.A. Modélisation dans des tableurs // Informatique et éducation. - 2000. - N° 5. - P. 47-52.
- Informatique. Tâches de test. – M. : Laboratoire des connaissances fondamentales, 2002.
- Makarenko A.E. etc. Préparation à l'examen en informatique. - M. : Iris-Press, 2002
- Molodtsov V.A., Ryzhikova N.B. Comment réussir l'examen et les tests centralisés en informatique pour 100 points. - Rostov n/a : Phoenix, 2003.
- Petrosyan V.G., Perepecha I.R., Petrosyan L.V. Méthodes de résolution de problèmes physiques sur ordinateur // Informatique et éducation. - 1996. - N° 5. - P. 94-99.
- Acquis d'apprentissage prévus en informatique et technologies de l'information et leur évaluation dans les écoles d'enseignement général principal et secondaire (ponoy) : Collection instructive-méthodique / Auteurs et compilateurs : N.E. Kostyleva, L.Z. Gumerova, R.I. Yarochkina, L.V. Lunina, S.Yu. Piskunova, E.V. Zhuravleva - Naberezhnye Chelny : CRO, 2004.
- Ponomareva E.A. Leçon sur l'étude du concept de modèle // Informatique et éducation. - 1999. - N° 6. - S. 47-50.
- Ostrovskaya E.M. Modélisation sur ordinateur // Informatique et éducation. - 1998. - N° 7. - P. 64-70 ; N° 8. - P.69-84.
- Smolyaninov A.A. Les premières leçons sur le thème "Modélisation" // Informatique et éducation. - 1998. - N° 8. - P. 23-29.
- Khenner E.K., Shestakov A.P. Cours "Modélisation mathématique" // Informatique et éducation. - 1996. - N° 4. - P.17-23.