Présentation de la modélisation informatique en médecine. Présentation sur le thème "modélisation informatique". Un graphique est un moyen de représenter visuellement la composition et la structure d'un circuit

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Spécialiste. programmes

"Beginnings of ELECTRONICS" est un programme qui est un constructeur électronique qui vous permet d'afficher en détail sur l'écran du moniteur le processus d'assemblage de divers circuits électriques. "Electronics Workbench" est l'un des packages les plus connus pour la modélisation schématique de circuits électroniques numériques, analogiques et analogiques-numériques de grande complexité.

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Actuellement, la modélisation informatique dans la recherche scientifique et pratique est l'une des principales méthodes de cognition. Sans modélisation informatique, il est désormais impossible de résoudre les problèmes scientifiques et économiques majeurs.

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Une expérience informatique est une expérience sur un modèle d'objet sur un ordinateur, qui consiste à calculer d'autres paramètres du modèle en fonction de certains paramètres et, sur cette base, à tirer des conclusions sur les propriétés du phénomène décrit par le modèle mathématique. L'expérience informatique est utilisée dans : La physique, la chimie, l'astronomie, la biologie, l'écologie La psychologie, la linguistique, la philologie L'économie, la sociologie, l'industrie

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Avantages de mener une expérience informatique

Aucun équipement de laboratoire complexe n'est requis. Le temps consacré à l'expérience est considérablement réduit. La capacité de contrôler librement les paramètres, de les modifier arbitrairement, jusqu'à leur donner des valeurs irréalistes et invraisemblables. La capacité de mener une expérience informatique où une expérience à grande échelle est impossible.

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Une grande variété d’objets peuvent servir de modèles : images, diagrammes, cartes, graphiques, programmes informatiques, formules mathématiques, etc. La modélisation est le processus de remplacement d'un objet réel à l'aide d'un objet modèle afin d'étudier un objet réel ou de transmettre des informations sur les propriétés d'un objet réel. L'objet remplacé est appelé l'original, celui qui le remplace est appelé le modèle.

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Buts et objectifs du cours « Modélisation informatique »

Grâce à la maîtrise de la discipline académique, l'étudiant doit être capable de : travailler avec des progiciels d'application professionnels ; utiliser la documentation de référence, réglementaire et technique ainsi que les capacités des programmes de modélisation informatique lors de l'étude des caractéristiques des dispositifs radioélectroniques et de leurs composants ; présenter graphiquement et analyser des diagrammes des caractéristiques des appareils radioélectroniques et de leurs composants ; appliquer la technologie informatique pour calculer les éléments structurels et les diagrammes des caractéristiques des appareils radioélectroniques et de leurs composants ; analyser les circuits électriques des appareils et appareils électroniques. sélectionner des instruments et des équipements de mesure pour tester des appareils et des appareils électroniques, configurer et ajuster des appareils et des appareils électroniques, tester des appareils et des appareils électroniques à l'aide de laboratoires virtuels.

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Grâce à la maîtrise de la discipline académique, l'étudiant doit savoir :

méthodes mathématiques de calcul de divers appareils radioélectroniques et de leurs modes de fonctionnement ; capacités et fonctionnalités des programmes « Beginnings of Electronics » et « ElectronicsWorkbench » ; processus physiques lors du fonctionnement d'appareils radioélectroniques ; caractéristiques de conception et principes de fonctionnement de divers appareils radioélectroniques, types d'appareils radioélectroniques ; méthodes de calcul d'éléments structurels et diagrammes de caractéristiques de composants de dispositifs radioélectroniques.

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La modélisation comme méthode de cognition

La modélisation est une méthode de cognition qui consiste à créer et rechercher des modèles 17/11/2017

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Un modèle est un nouvel objet qui reflète certaines propriétés essentielles du phénomène ou du processus étudié.

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Modèle (mot français modele, mot italien modelo, mot latin modelus) – mesure, échantillon

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Le même objet peut avoir plusieurs modèles et différents objets peuvent être décrits par un seul modèle.

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Personne : Poupée Mannequin Squelette Sculpture Objet Réel - Modèles Originaux

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Les propriétés d'un objet que le modèle doit refléter sont déterminées par l'objectif déclaré de son étude.

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Classement des modèles par mode de présentation :

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Modèles de matériaux –

Reproduire les propriétés géométriques, physiques et autres d'objets sous forme matérielle Exemple : Globe (modèle du globe) - géographie

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Modèles d'information –

Représenter des objets et des processus sous forme de diagrammes, dessins, tableaux, formules, textes, etc. Exemple : Dessin d'une fleur - botanique, formule - mathématiques

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Classification des modèles par domaine d'utilisation :

Modèles de formation ; Modèles expérimentés ; Modèles scientifiques et techniques ; Modèles de jeux ; Modèles de simulation.

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Classification des modèles prenant en compte le facteur temps :

Statique; Dynamique. Si le modèle prend en compte l'évolution des propriétés de l'objet modélisé au fil du temps, alors le modèle est dit dynamique, sinon statique. Exemples : dynamique : jouets à remonter ; statique : globe ; Peluches; manuels.

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Classification des modèles par domaine d'utilisation : Biologique ; Historique; Physique; Et etc.

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La modélisation

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La modélisation comme méthode de cognition Ce sur quoi l’attention d’une personne est attirée (objet, phénomène, processus, relation) dans le but d’étudier est appelé un objet. Pour étudier un objet et résoudre un problème, il est nécessaire de construire un modèle d’un objet donné. Un modèle est créé par une personne en cours de cognition du monde environnant et reflète les caractéristiques essentielles de l'objet, du phénomène ou du processus étudié. La modélisation est une méthode de cognition qui consiste à créer et étudier des modèles. Tout modèle n'est pas une copie absolue de son original, il ne fait que refléter certaines de ses qualités et propriétés. Les propriétés du modèle dépendent du but de la simulation. Les modèles du même objet seront différents s’ils sont créés à des fins différentes. Exemples : tableau périodique, modèle de structure atomique, modèle de réseau cristallin, modèle squelettique, mannequins, modèles d'appareils techniques, etc. Prochain Retour

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Classification des modèles Les modèles matériels sont des copies matérielles d'objets de modélisation. Exemples : globe, poupée, robot, modèles de construction, mannequins. Suivant Retour Considérons les caractéristiques les plus courantes selon lesquelles les modèles sont classés : finalité d'utilisation (modèles éducatifs, expérimentaux, de simulation, de jeu, scientifiques et techniques) ; domaine de connaissance (biologique, économique, sociologique, etc.) Méthode (forme) de présentation Facteur temps D'après le manuel d'informatique de N. Ugrinovich pour la 9e année

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Modèles d'information Suivant Précédent Considérons les modèles d'information du point de vue des méthodes de représentation de l'information : représentation mentale d'un objet (alphabet de codage - un système de concepts, support - le système nerveux humain, cerveau) ; présentation verbale du modèle en langage naturel parlé (forme de présentation - message oral ou écrit. Exemples : instructions, œuvres littéraires) ; expression figurative des propriétés de l'original à l'aide d'images (dessins, films, modèles géométriques) Signe figuratif Iconique Signe figuratif Modèles structurels Dessins Plans Cartes Graphiques Réseau tabulaire Sous forme de graphiques Autres Logique mathématique Textes de programmes Autres

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Types et types de modèles Suivant Retour Types et types de modèles Grande échelle Informations Techniques : Voiture, avion, etc. Globe, mannequin, mannequin, maquette de bâtiment, etc. Verbal Graphique Tabulaire Mathématique Description de l'objet à modéliser en langage naturel Tableaux du type objet-propriété, objet-objet. Matrices binaires Cartes, schémas, dessins, graphiques Caractéristiques quantitatives et relations entre eux Propriétés générales des modèles Objets de modélisation : - objets matériels ; - phénomène naturel; - processus Limitation du modèle : - ne reflète qu'une partie des propriétés de l'objet à modéliser Ambiguïté du modèle : - Différents modèles du même objet, créés à des fins différentes Objectif du modèle : - remplacement limité de l'objet réel ; - utiliser un modèle pour prédire le comportement d'un objet réel D'après le manuel d'informatique de I. Semakin pour la 9e année

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Formalisation Suivant Retour Qu'est-ce que la formalisation ? Ce mot est l'essence de la modélisation de l'information. Le modèle d'information décrit l'objet à modéliser sous la forme de signes quelconques : lettres, chiffres, éléments cartographiques, formules mathématiques ou chimiques, etc. La science la plus formalisée est les mathématiques. La formalisation est le processus de construction de modèles d'information à l'aide de langages formels. La formalisation est le résultat du passage des propriétés réelles d'un objet de modélisation à leur désignation formelle dans un certain système de signes.

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Modèles informatiques Suivant Retour D'après le manuel d'informatique de I. Semakina pour la 9e année Modèles informatiques (modèles d'information implémentés sur un ordinateur) Méthodes numériques : méthodes arithmétiques pour résoudre n'importe quel calcul. tâches Modèle mathématique informatique Expérience informatique : Calcul de l'état d'un objet de modélisation à l'aide d'un modèle mathématique Présentation visuelle des résultats : Utilisation de l'infographie et du multimédia pour présenter les résultats des calculs Contrôle en temps réel : Modèles informatiques rapides fonctionnant à la vitesse du contrôle physique processus Modèle de simulation informatique Simulation de l'état d'un système réel avec comportement stochastique (aléatoire) de ses éléments Systèmes de files d'attente Systèmes de transport

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Classification des modèles d'information

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Classification des modèles d'information :

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Dans le modèle tabulaire, une liste d'objets ou de propriétés similaires est placée dans la première colonne (ou ligne) du tableau, et les valeurs de leurs propriétés sont placées dans les lignes (ou colonnes) suivantes du tableau.

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Table de type "Objet-propriété"

Une ligne contient des informations sur un objet ou un événement

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Table de type "Objet-objet"

Refléter les connexions entre les objets

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Tableau à double matrice

Reflète la nature qualitative de la connexion entre les objets

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Modèles d'informations tabulaires

Prix statique des appareils informatiques individuels (1997)

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Changement dynamique du prix des ordinateurs

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Un graphique est un moyen de représenter visuellement la composition et la structure d'un circuit

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Un modèle hiérarchique est un système dont les éléments sont liés les uns aux autres dans une relation d'imbrication ou de subordination. Un modèle hiérarchique est un graphe dans lequel les sommets sont interconnectés selon le principe un-à-plusieurs.

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Modèles d'information hiérarchiques

Classification statique des ordinateurs Ordinateurs de bureau de poche Super ordinateurs Postes de travail Ordinateurs personnels portables

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Arbre généalogique dynamique des Rurikovich (X-XI siècles) Izyaslav Vsevolod Sviatoslav Yaroslav le Sage Boris Gleb Svyatoslav Yaropolk Vladimir

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Un modèle de réseau est un graphe dans lequel les sommets sont interconnectés selon le principe plusieurs-à-plusieurs.

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Modèles d'informations réseau

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Un modèle sémantique est un graphique basé sur le fait que toute connaissance peut être représentée comme un ensemble d'objets (concepts) et de connexions (relations) entre eux.

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"Un jour, dans le froid de l'hiver, je suis sorti de la forêt."

Un jour, je suis sorti de la forêt pendant la froide saison hivernale, qu'ai-je fait ? OMS? Où? Quand? Dans lequel?

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Modèles graphiques

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Objectif de la modélisation : créer un menu d'éléments simples pour construire divers objets à partir d'eux Outil de modélisation : Peinture Avancement du travail : 1. Créer un menu d'éléments simples, en tenant compte autant que possible de la forme et de la taille. 2. Créez un objet à partir d'éléments simples. 3. Enregistrez le résultat dans votre propre dossier. Construction de modèles graphiques Éléments de menu Objet : Mosaïque Éléments de menu Objet : ornement géométrique Éléments de menu Éléments de menu Éléments de menu : Objet : carte topographique Objet : circuit électrique Éléments de menu : Objet : intérieur Éléments de menu : Objet : ornement floral Éléments de menu : Objet : construction réalisée de blocs Construction d'objets en briques Suivant Retour

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Modèles géométriques Suivant Retour Réaliser un motif géométrique en ruban. Éléments utilisés : Lignes : pleines et brisées : droites, brisées, ondulées Formes géométriques : carré losange triangle cercle demi-cercle ovale semi-ovale et autres formes simples Version informatique : éditeur graphique PAINT. Exemples de résultats attendus :

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Modélisation dans des feuilles de calcul

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De nombreux objets et processus peuvent être décrits par des formules mathématiques reliant leurs paramètres. Ces formules sont le modèle mathématique de l'original. En les utilisant, vous pouvez effectuer des calculs numériques avec différentes valeurs de paramètres et obtenir des caractéristiques quantitatives du modèle. Les calculs, à leur tour, nous permettent de tirer des conclusions et de les généraliser. Le tableur fournit un outil pour calculer les caractéristiques quantitatives de l'objet ou du processus étudié et prend en charge tout le travail de calcul à forte intensité de main-d'œuvre. Ce sujet met en évidence quatre étapes principales de la modélisation : la formulation du problème, le développement du modèle, l'expérimentation informatique, l'analyse des résultats de la modélisation.

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TÂCHE DE MODÉLISATION DES SITUATIONS Calcul du nombre de rouleaux de papier peint pour encoller une pièce Étape I. Énoncé du problème Description du problème Un magasin vend du papier peint. Les noms, la longueur et la largeur du rouleau sont connus. Réalisez une étude qui déterminera automatiquement le nombre de rouleaux requis pour couvrir n'importe quelle pièce. Les dimensions de la pièce sont précisées par la hauteur (h), la longueur (a) et la largeur (b).Veuillez noter que 15% de la surface des murs de la pièce est occupée par les fenêtres et les portes, et lors de la découpe , 10 % de la surface du rouleau est consacrée aux chutes. Le but de la modélisation est d'établir un lien entre les dimensions géométriques d'une pièce spécifique et l'échantillon de papier peint sélectionné. Analyse de l'objet L'objet de modélisation est un système composé de deux objets plus simples : une pièce et un papier peint. Chacun des objets inclus dans le système possède ses propres paramètres. La connexion entre les objets système est déterminée lors de la définition du nombre de rouleaux pour couvrir une pièce.

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Étape II. Développement de modèles Modèle d'information

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Modèle mathématique Lors du calcul de la surface réelle du rouleau qui sera utilisée pour coller la pièce, il est nécessaire de jeter 10 % de la surface réelle pour les chutes. La formule de calcul est : Sp=0,9*l*d, où l est la longueur du rouleau, d est la largeur du rouleau, * est le signe de multiplication. Lors du calcul de la surface réelle du mur, la surface non collée des fenêtres et des portes est prise en compte (15%) Scom = 0,85*2*(a+b)*h Le nombre de rouleaux nécessaires au collage d'une pièce est calculé par la formule où un rouleau de rechange est ajouté.

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Modèle informatique Pour la modélisation, nous choisirons un environnement tableur. Dans cet environnement, les informations et les modèles mathématiques sont regroupés dans un tableau qui contient trois zones : données initiales - paramètres contrôlés (les paramètres non contrôlés sont pris en compte dans les formules de calcul) ; calculs intermédiaires; résultats.

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Tâche Remplissez le tableau de calcul selon l'échantillon. Entrez les formules dans les cellules de calcul.

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Stade III. Expérience informatique Plan de modélisation Effectuer un calcul test du modèle informatique en utilisant les données indiquées dans le tableau. Calculez le nombre de rouleaux pour les locaux de votre appartement. Modifiez les données de certains échantillons de papier peint et surveillez le recalcul des résultats. Ajoutez des lignes avec des échantillons et complétez le modèle avec des calculs utilisant de nouveaux échantillons. Les résultats de l'expérimentation sont présentés sous forme de rapport dans un éditeur de texte. Technologie de modélisation 1. Saisissez les données de test dans le tableau et comparez les résultats du calcul de test avec les résultats indiqués dans le tableau. 2. Saisissez une à une les dimensions des pièces de votre appartement et copiez les résultats du calcul dans un éditeur de texte. 3. Rédigez un rapport. Stade IV. Analyse des résultats de modélisation À l'aide des données du tableau, vous pouvez déterminer le nombre de rouleaux de chaque échantillon de papier peint pour n'importe quelle pièce.

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Simuler le test de Holland dans une feuille de calcul

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Modélisation de l'information informatique. Complété par : élève de 10e année de l'école secondaire municipale n° 14 de la colonie rurale de Chekundinsky. Jouravleva Larisa.

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Qu'est-ce qu'un modèle ? Un modèle est un objet de substitution qui, sous certaines conditions, peut remplacer l'objet d'origine. Le modèle reproduit certaines des propriétés et caractéristiques de l'original qui nous intéressent.

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Quel peut être l'objet de la modélisation de l'information. L'objet de la modélisation de l'information peut être n'importe quoi : des objets individuels (bois, table) ; processus physiques, chimiques, biologiques (écoulement d'eau dans une canalisation, production d'acide sulfurique, etc.) processus météorologiques (orage, tornade).

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A quoi sert l'informatique ? L'informatique traite des méthodes et moyens généraux de création et d'utilisation de modèles d'information.

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Étapes de développement. Étapes de développement d'un modèle d'information informatique. Objet de modélisation (système réel) Analyse du système Modèle d'information théorique. Développement d'un modèle informatique Modèle d'information informatique

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Construction d'un modèle d'information. La construction d'un modèle d'information informatique commence par une analyse système de l'objet de modélisation. Le résultat est un modèle d’information théorique.

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Questions et tâches 1. Qu'est-ce qu'un modèle ? 2. Qu'est-ce qu'un modèle d'information ? 3. Pourquoi une grande partie des connaissances scientifiques peut-elle être attribuée aux modèles d’information ? 4. Quel est le rôle de l'informatique dans la modélisation de l'information ? 5. Quels modèles existe-t-il ? 6. Quel peut être l'objet de la modélisation de l'information ? 7. À quoi sert l’informatique ?

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En bref sur l'essentiel Un modèle est un objet de substitution à un objet réel. Les modèles peuvent être matériels ou informatifs. Les propriétés d'un modèle sont déterminées par le but pour lequel il a été créé. Le modèle d'information reflète les connaissances humaines sur l'objet de modélisation. Un modèle implémenté sur un ordinateur est appelé modèle d’information informatique. Le développement d'un modèle informatique s'effectue à l'aide d'un logiciel spécial ou par programmation dans des langages de haut niveau.

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DIM A(5) FOR I= 1 TO 5 INPUT A(I) NEXT I S=0 FOR I=1 TO 5 S=S+A(I) NEXT I PRINT S Développement : Klinkovskaya M.V., professeur d'informatique et de TIC municipal gymnase de l'établissement d'enseignement n° 7 à Baltiysk, année universitaire 2008-09.

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REPRÉSENTER DES OBJETS ET DES PROCESSUS SOUS FORME FIGURATIVE OU DE SIGNES, ÉGALEMENT SOUS FORME DE TABLEAUX, D'ORGANIGRAMMES, ETC.

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DIM A(5) FOR I= 1 TO 5 INPUT A(I) NEXT I S=0 FOR I=1 TO 5 S=S+A(I) NEXT I PRINT S EN BIOLOGIE : TOUT LE MONDE ANIMAL EST CONSIDÉRÉ COMME UNE HIÉRARCHIQUE SYSTÈME (TYPE, CLASSE, ORDRE, FAMILLE, GENRE, ESPÈCE)

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Modèles verbaux - descriptions orales et écrites à l'aide d'illustrations Modèles mathématiques - formules mathématiques qui affichent la relation entre divers paramètres d'un objet ou d'un processus Modèles géométriques - formes graphiques et structures volumétriques Modèles structurels - diagrammes, graphiques, tableaux, etc. Modèles logiques - ceux qui présentent diverses options pour choisir des actions basées sur des inférences et une analyse des conditions. Modèles spéciaux - notes, formules chimiques, etc.

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N. Copernic et l’image du système héliocentrique de Copernic, ce n’est pas le Soleil qui se déplace autour de la Terre, mais la Terre tourne autour de son axe et du Soleil ; Les orbites de tous les corps célestes tournent autour du Soleil. ce n'est pas le Soleil qui tourne autour de la Terre, mais la Terre qui tourne autour de son axe et le Soleil ; Les orbites de tous les corps célestes tournent autour du Soleil.

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La formalisation est le processus de construction de modèles d'information à l'aide de langages formels. Langages formels : systèmes de moyens linguistiques spécialisés ou de leurs symboles avec des règles de compatibilité précises. LANGAGE MATHÉMATIQUE DES FORMULES ALGÉBRIQUES F = ma LANGAGE DES FORMULES CHIMIQUES H 2 O NOTE

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Travail 1. Objet de modélisation : camarade de classe. Le but de la modélisation : construire un modèle verbal d'une personne. Paramètres de simulation. Nom, prénom, patronyme de l'objet. Caractéristiques du visage, type de corps (taille et poids) Sujet préféré du sujet, raisons. Objet de loisir. Outil de modélisation : traitement de texte Microsoft Word. Sujet : « Construire un modèle verbal dans un environnement d'éditeur de texte »

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Progrès. 1. Ouvrez l'éditeur de texte Microsoft Word. 2. Sélectionnez un objet de modélisation (n'importe quel camarade de classe). 3. Créez-en une image mentale conformément aux paramètres de modélisation. 4. Créez une image mentale à l'aide d'un éditeur de texte. 5. Montrez le résultat à l'enseignant.

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Travail 2. Sujet : « Construction d'un modèle mathématique à l'aide de l'éditeur de formules » Objet de modélisation : formule mathématique pour le mouvement rectiligne uniformément accéléré d'un corps (changement de coordonnée x) Objectif de la modélisation : construction d'un modèle mathématique Outil de modélisation : éditeur de formule Microsoft Equation .

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Progrès. 1. Ouvrez le traitement de texte Microsoft Word. 2. Sélectionnez la commande Objet dans le menu Insertion. 3. Sélectionnez Microsoft Eqation 3.0. 4. Créez une formule à l'aide de jeux de caractères et de modèles. 5. Sous la formule dans le document, expliquez la notation utilisée dans l'entrée (description des quantités). 5. Montrez le résultat de votre travail à l'enseignant. 1. Ouvrez le traitement de texte Microsoft Word. 2. Sélectionnez la commande Objet dans le menu Insertion. 3. Sélectionnez Microsoft Eqation 3.0. 4. Créez une formule à l'aide de jeux de caractères et de modèles. 5. Sous la formule dans le document, expliquez la notation utilisée dans l'entrée (description des quantités). 5. Montrez le résultat de votre travail à l'enseignant.

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Déterminer la séquence de saisie de la formule ; Tous les caractères sont saisis séquentiellement à l'aide du clavier ; Les nombres, signes et variables peuvent être saisis à partir du clavier ; Vous pouvez vous déplacer entre les éléments de la formule à l'aide des touches du curseur ou en cliquant sur la souris pour placer le curseur à l'emplacement souhaité ; S'il y a plusieurs formules, séparez-les les unes des autres en appuyant sur la touche Entrée ; Si vous souhaitez saisir du texte dans l'éditeur de formule, vous devez sélectionner Style, Texte. Pour modifier une formule, double-cliquez dessus. CONSEILS POUR LES FORMULES DÉFINIES

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Connaître le classement des modèles par forme de présentation. Donnez des exemples de modèles verbaux et mathématiques. Quels outils logiciels pouvez-vous utiliser pour créer de tels modèles ? Inventez un modèle d'explication verbale avec vos parents dans une situation où vous avez reçu une mauvaise note. Essayez de convaincre vos parents que votre « D » est presque une bénédiction. À l'aide du modèle verbal donné, créez un modèle mathématique : le carré de l'hypoténuse est égal à la somme des carrés des jambes. Effectuez cette tâche à l'aide de votre ordinateur.

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Littérature : N. Ugrinovich « Informatique. Cours de base - 9" S. Beshenkov, E. Rakitina "Informatique. Cours systématique – 10” N.V. Makarova « Informatique 7-9 », O.L. Sokolova. « Développements de leçons universelles en informatique. 10 e année". Moscou. "VAKO", 2006.

Actuellement, la modélisation fait partie intégrante de
science fondamentale et appliquée moderne, et en termes d'importance, elle
aborde les méthodes expérimentales et théoriques traditionnelles
savoir scientifique.
L'objectif du cours est d'élargir la compréhension des étudiants sur la modélisation en tant que méthode
connaissances scientifiques, sur l'utilisation d'un ordinateur comme outil pour les activités de recherche.
Le processus de modélisation nécessite des calculs mathématiques,
qui dans la grande majorité des cas sont assez complexes. Pour
développement de programmes permettant de modéliser un processus particulier, de
les étudiants auront besoin non seulement de connaissances de langues spécifiques
programmation, mais aussi maîtrise des méthodes de mathématiques computationnelles. À
Dans l'étude de ce cours, il semble conseillé d'utiliser des packages
programmes d'application pour les calculs mathématiques et scientifiques,
destiné à un large éventail d’utilisateurs.

La modélisation informatique, qui s'est imposée comme l'un des domaines
modélisation mathématique avec développement d'informations informatiques
la technologie est devenue un domaine d'application indépendant et important
des ordinateurs. Actuellement, la modélisation informatique dans les domaines scientifiques et
la recherche pratique est l'une des principales méthodes de connaissance.
Sans modélisation informatique, il est désormais impossible de résoudre des problèmes majeurs.
problèmes scientifiques et économiques. Une technologie a été développée pour étudier des complexes
problèmes basés sur la construction et l'analyse à l'aide de calculs
techniques de modélisation mathématique de l'objet étudié.
Cette méthode de recherche est appelée informatique
expérience. L'expérience informatique est utilisée pratiquement dans
toutes les branches de la science - en physique, chimie, astronomie, biologie, écologie, et même
des sciences purement humaines comme la psychologie, la linguistique et la philologie,
Outre les domaines scientifiques, les expériences informatiques sont largement utilisées dans
économie, sociologie, industrie, gestion.

Plan du webinaire :
1. La modélisation informatique comme méthode scientifique
connaissance
2. Classement des modèles
3. Concepts de base du CM
4. Étapes de la modélisation informatique

1. La modélisation informatique comme méthode de connaissance scientifique
Le cours de modélisation informatique est un cours nouveau et plutôt complexe en
cycle des disciplines de l’information. Dans la mesure où le cours KM est
un cursus interdisciplinaire pour sa maîtrise réussie nécessite la présence des plus
des connaissances diverses : d'une part, des connaissances dans le domaine choisi - si
on modélise les processus physiques, il faut avoir un certain niveau
connaissance des lois de la physique, modélisation des processus environnementaux - biologiques
lois, modélisation des processus économiques - connaissance des lois de l'économie, sauf
de plus, parce que la simulation informatique utilise presque tout l'appareil
mathématiques modernes, connaissance des mathématiques de base
disciplines - algèbre, analyse mathématique, théorie des équations différentielles,
statistiques mathématiques, théorie des probabilités.
Pour résoudre des problèmes mathématiques sur ordinateur, vous devez maîtriser
utilisation complète des méthodes numériques pour résoudre des équations et des systèmes non linéaires
équations linéaires, équations différentielles, être capable d'approximer et
fonctions d'interpolation. Et bien sûr, la maîtrise est supposée
technologies de l'information modernes, connaissance des langages de programmation
et maîtrise des compétences en matière de développement d'applications.

Mener une expérience informatique présente de nombreux avantages par rapport à
expérience dite naturelle :
- VE ne nécessite pas d'équipement de laboratoire complexe ;
- réduction significative du temps consacré à l'expérimentation ;
- la possibilité de contrôler librement les paramètres, de les arbitrairement
changements, jusqu'à les rendre irréalistes, invraisemblables
valeurs;
- la possibilité de mener une expérience informatique où
une expérience à grande échelle est impossible en raison de l'éloignement de la zone d'étude
phénomènes dans l'espace (astronomie) ou en raison de son importance
extension dans le temps (biologie), ou en raison de la possibilité d'introduire
changements irréversibles dans le processus étudié.

CM est également largement utilisé à des fins d’éducation et de formation.
CM est l'approche la plus adéquate pour étudier les matières
cycle des sciences naturelles, l'étude de la mécanique quantique ouvre de larges perspectives
comprendre le lien entre l'informatique et les mathématiques et les autres sciences naturelles et sociales.
L'enseignant peut utiliser des ordinateurs prêts à l'emploi pendant la leçon.
des modèles pour démontrer le phénomène étudié, qu'il s'agisse de mouvement
des objets astronomiques ou le mouvement des atomes ou un modèle de molécule ou
la croissance de microbes, etc., l'enseignant peut également mettre les élèves au défi de développer
modèles spécifiques, en modélisant un phénomène spécifique l'étudiant ne maîtrisera pas seulement
matériel pédagogique spécifique, mais acquerra également la capacité de poser des problèmes et
tâches, prédire les résultats de la recherche, faire des estimations raisonnables,
mettre en évidence les facteurs principaux et secondaires pour la construction de modèles,
choisir des analogies et des formulations mathématiques, utiliser l'ordinateur
pour résoudre des problèmes, analyser des expériences informatiques.
Ainsi, le recours au CM en éducation permet de rapprocher
méthodologie des activités éducatives avec méthodologie de recherche
travail, qui devrait vous intéresser en tant que futurs enseignants.

2. Classement des modèles
Selon les outils de construction, on distingue les classes de modèles suivantes :
- les modèles verbaux ou descriptifs sont également appelés dans certaines littératures
modèles verbaux ou textuels (par exemple, un rapport de police d'une scène
incidents, poème de Lermontov « Nuit silencieuse ukrainienne »);
- des maquettes grandeur nature (maquette du système solaire, bateau jouet) ;
- des modèles abstraits ou symboliques. Des modèles mathématiques qui nous intéressent
Les phénomènes et les modèles informatiques appartiennent précisément à cette classe.
Vous pouvez classer les modèles par domaine :
- des modèles physiques,
- biologique,
- sociologique,
- économique, etc.
Classification du modèle selon l'appareil mathématique utilisé :
- des modèles basés sur l'utilisation d'équations différentielles ordinaires ;
- des modèles basés sur l'utilisation d'équations aux dérivées partielles ;
- modèles probabilistes, etc.

Selon les objectifs de la modélisation, on distingue :
- Les modèles descriptifs (descriptifs) décrivent les objets modélisés et
phénomènes et, pour ainsi dire, enregistrer les informations d’une personne à leur sujet. Un exemple serait
modèle du système solaire, ou un modèle du mouvement d'une comète dans lequel nous
on simule la trajectoire de son vol, la distance à laquelle il passera de la Terre
Nous n'avons aucune capacité à influencer le mouvement ou le mouvement de la comète
planètes du système solaire ;
- Les modèles d'optimisation servent à trouver les meilleures solutions lorsque
sous réserve de certaines conditions et restrictions. Dans ce cas, le modèle
comprend un ou plusieurs paramètres disponibles sur notre influence, par exemple,
le problème bien connu du voyageur de commerce, en optimisant son itinéraire, on réduit
Coût de transport. Il est souvent nécessaire d'optimiser le processus de plusieurs manières
paramètres à la fois, et les objectifs peuvent être très contradictoires, par exemple,
mal de tête de toute femme au foyer - comment nourrir plus savoureux, plus calorique et moins cher
famille;
- Modèles de jeux (jeux informatiques);
- Modèles de formation (toutes sortes de simulateurs) ;
- Modèles de simulation (modèles dans lesquels on tente de plus ou moins
reproduction complète et fiable d'un processus réel,
par exemple, modéliser le mouvement des molécules dans un gaz, le comportement des colonies
microbes, etc.).

Il existe également une classification des modèles dans
en fonction de leurs évolutions dans le temps. Il y a:
-Modèles statiques - inchangés dans le temps ;
- Modèles dynamiques - dont l'état change
avec le temps.

3. Concepts de base du CM
Le modèle est un objet créé artificiellement qui se reproduit dans un certain
la forme d'un objet réel - l'original.
Modèle informatique - représentation des informations sur le système modélisé
moyens informatiques.
Un système est un ensemble d'éléments interconnectés qui ont des propriétés
différent des propriétés des éléments individuels.
Un élément est un objet possédant des propriétés importantes à des fins de modélisation.
Dans un modèle informatique, les propriétés d'un élément sont représentées par les valeurs des caractéristiques de l'élément.
La relation entre les éléments est décrite à l'aide de quantités et d'algorithmes, notamment
formules de calcul.

L'état du système est représenté dans un modèle informatique par un ensemble
caractéristiques des éléments et connexions entre les éléments.
La structure des données décrivant l'état ne dépend pas du spécifique
état et ne change pas lorsque les états changent, seule la valeur change
caractéristiques.
Si les états du système dépendent fonctionnellement de certains
paramètre, alors un processus est appelé un ensemble d'états correspondant
changement ordonné de paramètre.
Les paramètres du système peuvent changer de manière continue ou discrète.
Dans un modèle informatique, la modification d'un paramètre est toujours discrète. Continu
les processus peuvent être simulés sur un ordinateur en sélectionnant une série discrète
valeurs des paramètres afin que les états successifs soient inférieurs à
différaient les uns des autres, ou, en d’autres termes, en minimisant le pas de temps.

Les modèles statistiques sont des modèles dans lesquels
des informations sur un état du système sont fournies.
Modèles dynamiques - modèles dans lesquels
informations sur les états du système et les processus de changement
États. Optimisation, simulation et
les modèles probabilistes sont des modèles dynamiques.
Dans les modèles d'optimisation et de simulation
la séquence de changements d'état correspond à
changements dans le système simulé au fil du temps. DANS
dans les modèles probabilistes, le changement d'état est déterminé
Variables aléatoires.

4. Étapes de la modélisation informatique
La modélisation commence par l'objet d'étude. Au stade 1, des lois se forment,
responsables de la recherche, l'information est séparée de la réalité
objet, des informations essentielles sont formées, des informations sans importance sont rejetées,
la première étape de l’abstraction se produit. La transformation de l'information est déterminée
problème à résoudre. Les informations essentielles à une tâche peuvent s'avérer être
insignifiant pour l'autre. La perte d'informations essentielles entraîne
solution incorrecte ou ne vous permet pas du tout d’obtenir une solution. Comptabilité
des informations sans importance entraînent une complexité inutile et créent parfois
obstacles insurmontables sur la voie d'une solution. Transition d'un objet réel à
les informations à ce sujet n'ont de sens que lorsque la tâche est définie. Dans le même temps
la formulation du problème s'affine au fur et à mesure de l'étude de l'objet. Que. au stade 1 en parallèle
des processus d'étude ciblée de l'objet et de clarification de la tâche sont en cours. Aussi sur
À ce stade, les informations sur l'objet sont préparées pour être traitées sur un ordinateur.

Un modèle dit formel du phénomène est construit, qui contient :
- Un ensemble de constantes, constantes qui caractérisent le modèle
l'objet dans son ensemble et ses composants ; appelé statistique ou
paramètres de modèle constants ;
- Un ensemble de variables dont la modification de la valeur peut être contrôlée
comportement du modèle, dit dynamique ou contrôle
paramètres;
- Formules et algorithmes reliant les quantités dans chaque état
objet modélisé ;
- Formules et algorithmes décrivant le processus de changement d'état du simulé
objet.

A l'étape 2, le modèle formel est implémenté sur un ordinateur,
logiciel approprié pour cela, construisez un algorithme de solution
problème, un programme est écrit qui implémente cet algorithme, puis écrit
le programme est débogué et testé sur des bancs de test spécialement préparés
des modèles.
Le test est le processus d'exécution d'un programme afin d'identifier
les erreurs. Choisir un modèle de test est une sorte d'art, même si pour cela
Certains principes de base ont été développés et appliqués avec succès
essai.
Le test est un processus destructif, on considère donc que le test est réussi,
si une erreur est trouvée. Vérifier la conformité du modèle informatique
original, vérifiez dans quelle mesure le modèle reflète bien ou mal les principaux
propriétés d'un objet, cela est souvent possible à l'aide d'exemples de modèles simples, lorsque
le résultat de la simulation est connu à l'avance.

A l'étape 3, en travaillant avec un modèle informatique, nous réalisons directement
expérience informatique. Explorons comment notre modèle se comportera dans ce domaine
ou dans un autre cas, étant donné certains ensembles de paramètres dynamiques, nous essayons
prédire ou optimiser quelque chose en fonction de ce qui est donné
Tâches.
Le résultat de l'expérience informatique sera des informations
modèle du phénomène, sous forme de graphiques, dépendances de certains paramètres par rapport à d'autres,
schémas, tableaux, démonstration d'un phénomène en temps réel ou virtuel
et ainsi de suite.

La modélisation de l'information au stade actuel de développement
l'informatique est impossible sans l'utilisation de moyens techniques, en premier lieu
ordinateurs et télécommunications, sans utiliser de programmes et
algorithmes, ainsi que d'assurer les conditions d'utilisation de ces fonds pour
lieu de travail spécifique, c'est-à-dire réalisations de la science appelée ergonomie.
L'ergonomie est la science qui étudie l'interaction entre l'homme et la machine
dans des conditions spécifiques d'activité de production afin de
rationalisation de la production.
Les exigences ergonomiques sont :
dans la répartition optimale des fonctions dans le système « homme-machine » ;
organisation rationnelle du lieu de travail;
conformité des moyens techniques aux exigences psychophysiologiques, biomécaniques et
exigences anthropologiques;
créer des conditions optimales pour la vie et la performance humaines
indicateurs de l'environnement de travail;
respect obligatoire des exigences sanitaires et hygiéniques
aux conditions de travail.

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