Презентація з інформатики "Комп'ютерне інформаційне моделювання". Презентація на тему "комп'ютерні моделі" Комп'ютерне моделювання презентація з інформатики

В даний час моделювання становить невід'ємну частину
сучасної фундаментальної та прикладної науки, причому за важливістю воно
наближається до традиційних експериментальних та теоретичних методів
наукового пізнання.
Мета курсу - розширити уявлення студентів про моделювання як метод
наукового пізнання, використання комп'ютера як інструменту науково-дослідницької діяльності.
Процес моделювання вимагає проведення математичних обчислень,
які у переважній більшості випадків є дуже складними. Для
розробки програм, що дозволяють моделювати той чи інший процес,
учнів знадобиться не тільки знання конкретних мов
програмування, а й володіння методами обчислювальної математики. При
вивченні даного курсу є доцільним використовувати пакети
прикладних програм для математичних та наукових розрахунків,
орієнтовані широке коло користувачів.

Комп'ютерне моделювання, що виникло як один з напрямків
математичного моделювання з розвитком інформаційних комп'ютерних
технологій стало самостійною та важливою сферою застосування
комп'ютери. В даний час комп'ютерне моделювання в наукових та
Практичні дослідження є одним з основних методів пізнання.
Без комп'ютерного моделювання зараз неможливе рішення великих
наукових та економічних завдань. Вироблено технологію дослідження складних
проблем, заснована на побудові та аналізі за допомогою обчислювальної
техніки математичної моделі досліджуваного об'єкта.
Такий метод дослідження називається обчислювальним
експериментом. Обчислювальний експеримент застосовується практично у
всіх галузях науки - у фізиці, хімії, астрономії, біології, екології, навіть у
таких суто гуманітарних науках як психологія, лінгвістика та філологія,
крім наукових областей обчислювальні експерименти широко застосовуються в
економіці, у соціології, у промисловості, в управлінні.

План вебінару:
1. Комп'ютерне моделювання як метод наукового
пізнання
2. Класифікація моделей
3. Основні поняття КМ
4. Етапи комп'ютерного моделювання

1. Комп'ютерне моделювання як метод наукового пізнання
Курс Комп'ютерне моделювання - це новий і досить складний курс
цикл інформаційних дисциплін. Стільки, оскільки курс КМ є
міждисциплінарним курсом для його успішного освоєння потрібна наявність самих
різноманітних знань: по-перше, знань у вибраній предметній області - якщо
ми моделюємо фізичні процеси, ми повинні мати певний рівень
знання законів фізики, моделюючи екологічні процеси - біологічних
законів, моделюючи економічні процеси - знанням законів економіки, крім
того, т.к. комп'ютерне моделювання використовує практично весь апарат
сучасної математики, передбачається знання основних математичних
дисциплін - алгебри, матаналізу, теорії диференціальних рівнянь,
матстатистики, теорії ймовірності
Для вирішення математичних завдань на комп'ютері необхідно володіти
повному обсязі чисельними методами розв'язання нелінійних рівнянь, систем
лінійних рівнянь, диференціальних рівнянь, вміти апроксимувати та
інтерполювати функції. І, звичайно ж, передбачається вільне володіння
сучасними інформаційними технологіями, знання мов програмування
та володіння навичками розробки прикладних програм.

Проведення обчислювального експерименту має ряд переваг перед
так званим натурним експериментом:
- для ВЕ не потрібне складне лабораторне обладнання;
- Суттєве скорочення тимчасових витрат на експеримент;
- можливість вільного управління параметрами, довільного їх
зміни, аж до надання їм нереальних, неправдоподібних
значень;
- можливість проведення обчислювального експерименту там, де
натурний експеримент неможливий через віддаленість досліджуваного
явища у просторі (астрономія) або через його значну
розтягнутості в часі (біологія), або через можливість внесення
незворотних змін у досліджуваний процес.

Також широко використовується КМ в освітніх та навчальних цілях.
КМ - найбільш адекватний підхід щодо предметів
природничого циклу, вивчення КМ відкриває широкі можливості
для усвідомлення зв'язку інформатики з математикою та іншими науками природними та соціальними.
Вчитель може використовувати на уроці готові комп'ютерні
моделі для демонстрації досліджуваного явища, будь це рух
астрономічних об'єктів або рух атомів або модель молекули або
зростання мікробів і т.д., також вчитель може спантеличити учнів розробкою
конкретних моделей, моделюючи конкретне явище, учень не тільки освоїть
конкретний навчальний матеріал, але й набуде вміння ставити проблеми та
завдання, прогнозувати результати дослідження, проводити розумні оцінки,
виділяти головні та другорядні фактори для побудови моделей,
вибирати аналогії та математичні формулювання, використовувати комп'ютер
на вирішення завдань, проводити аналіз обчислювальних експериментів.
Таким чином, застосування КМ в освіті дозволяє зблизити
методологію навчальної діяльності з методологією науково-дослідної
роботи, що має бути цікаво вам як майбутнім педагогам.

2. Класифікація моделей
Залежно від засобів побудови розрізняють такі класи моделей:
- словесні чи описові моделі їх також у деякій літературі називають
вербальними або текстовими моделями (наприклад, міліцейський протокол із місця
події, вірш Лермонтова "Тиха українська ніч");
- натурні моделі (макет Сонячної системи, іграшковий кораблик);
- абстрактні чи знакові моделі. Математичні моделі, що цікавлять нас
явищ та комп'ютерні моделі відносяться якраз до цього класу.
Можна класифікувати моделі з предметної області:
- Фізичні моделі,
- біологічні,
- соціологічні,
- Економічні і т.д.
Класифікація моделі за застосовуваним математичним апаратом:
- моделі, засновані на застосуванні звичайних диференціальних рівнянь;
- моделі, що ґрунтуються на застосуванні рівнянь у приватних похідних;
- імовірнісні моделі тощо.

Залежно від цілей моделювання розрізняють:
- Дескриптивні моделі (описові) описують моделювані об'єкти та
явища і фіксують відомості людини про них. Прикладом може бути
модель Сонячної системи, або модель руху комети, в якій ми
моделюємо траєкторію її польоту, відстань, на якій вона пройде від Землі
У нас немає жодних можливостей вплинути на рух комети чи рух
планет Сонячної системи;
- Оптимізаційні моделі служать для пошуку найкращих рішень при
дотриманні певних умов та обмежень. В цьому випадку модель
входить один або кілька параметрів, доступних для нашого впливу, наприклад,
відоме завдання комівояжера, оптимізуючи його маршрут, ми знижуємо
вартість перевезень. Часто доводиться оптимізувати процес за кількома
параметрам відразу, причому цілі можуть бути дуже суперечливі, наприклад,
головний біль будь-якої господині - як смачніше, калорійніше та дешевше нагодувати
сім'ю;
- ігрові моделі (комп'ютерні ігри);
- навчальні моделі (різні тренажери);
- Імітаційні моделі (моделі, в яких зроблена спроба більш-менш
повного та достовірного відтворення деякого реального процесу,
наприклад, моделювання руху молекул у газі, поведінка колонії
мікробів і т.д.).

Існує також класифікація моделей у
Залежно від їх зміни в часі. Розрізняють:
-Статичні моделі - постійні у часі;
- Динамічні моделі – стан яких змінюється
з часом.

3. Основні поняття КМ
Модель - штучно створений об'єкт, який відтворює у певному
у вигляді реальний об'єкт - оригінал.
Комп'ютерна модель - представлення інформації про моделювану систему
засобами комп'ютера.
Система - сукупність взаємозалежних елементів, що володіють властивостями,
відмінними від властивостей окремих елементів.
Елемент - це об'єкт, що має властивості, важливі для цілей моделювання.
У комп'ютерній моделі властивості елемента є величинами характеристиками елемента.
Зв'язок між елементами описується за допомогою величин та алгоритмів, зокрема
обчислювальних формул.

Стан системи представляється в комп'ютерній моделі набором
характеристик елементів та зв'язків між елементами.
Структура даних, що описують стан, не залежить від конкретного
стану і не змінюється при зміні станів, змінюється лише значення
Показників.
Якщо стан системи функціонально залежать від деякого
параметра, то процесом називають набір станів, що відповідає
впорядкованої зміни параметра.
Параметри у системі можуть змінюватися як безперервно, і дискретно.
У комп'ютерній моделі зміна параметра завжди дискретна. Безперервні
процеси можна моделювати на комп'ютері, вибираючи дискретну серію
значень параметра так, щоб послідовні стани мало чим
відрізнялися один від одного, або, іншими словами, мінімізуючи крок за часом.

Статистичні моделі - моделі, в яких
надано інформацію про один стан системи.
Динамічні моделі – моделі, в яких надана
інформація про стани системи та процеси зміни
станів. Оптимізаційні, імітаційні та
Імовірнісні моделі є динамічними моделями.
В оптимізаційних та імітаційних моделях
послідовність зміни станів відповідає
зміни моделюваної системи у часі. В
ймовірнісних моделях зміна станів визначається
випадковими величинами.

4. Етапи комп'ютерного моделювання
Моделювання розпочинається з об'єкта вивчення. На 1 етапі формуються закони,
керуючі дослідженням, відбувається відокремлення інформації від реального
об'єкта, формується суттєва інформація, відкидається несуттєва,
відбувається перший крок абстракції. Перетворення інформації визначається
вирішуваним завданням. Інформація, суттєва для одного завдання, може бути
несуттєвою для іншої. Втрата суттєвої інформації призводить до
невірному рішенню або не дозволяє взагалі отримати рішення. Облік
несуттєвої інформації викликає зайві складності, а іноді створює
непереборні перешкоди на шляху вирішення. Перехід від реального об'єкта до
інформації про нього осмислено лише тоді, коли поставлено завдання. В той же час
постановка завдання уточнюється з вивчення об'єкта. Т.ч. на 1 етапі паралельно
йдуть процеси цілеспрямованого вивчення об'єкта та уточнення задачі. Також на
На цьому етапі інформація про об'єкт готується до обробки на комп'ютері.

Будується так звана формальна модель явища, яка містить:
- Набір постійних величин, констант, які характеризують моделюваний
об'єкт загалом та його складові частини; званих статистичним або
постійними параметрами моделі;
- Набір змінних величин, змінюючи значення яких можна управляти
поведінкою моделі, званих динамічною або керуючими
параметрами;
- Формули та алгоритми, що зв'язують величини в кожному стані
модельованого об'єкта;
- Формули та алгоритми, що описують процес зміни станів модельованого
об'єкт.

На 2 етапі формальна модель реалізується на комп'ютері, вибираються
придатні програмні засоби для цього, будуватися алгоритм вирішення
проблеми, пишеться програма, що реалізує цей алгоритм, потім написана
програма налагоджується та тестується на спеціально підготовлених тестових
моделях.
Тестування – це процес виконання програми з метою виявлення
помилок. Підбір тестової моделі – це свого роду мистецтво, хоча для цього
розроблені та успішно застосовуються деякі основні принципи
тестування.
Тестування - це процес деструктивний, тому вважається, що вдалий тест,
якщо виявлено помилку. Перевірити комп'ютерну модель на відповідність
оригіналу, перевірити наскільки добре чи погано відображає модель основні
властивості об'єкта, часто вдається за допомогою простих модельних прикладів, коли
результат моделювання відомий заздалегідь.

На 3 етапі, працюючи з комп'ютерною моделлю, ми здійснюємо безпосередньо
обчислювальний експеримент. Досліджуємо, як поведеться наша модель у тому
або в іншому випадку, при тих чи інших наборах динамічних параметрів, намагаємося
прогнозувати або оптимізувати щось залежно від поставленої
завдання.
Результатом комп'ютерного експерименту буде інформаційна
модель явища, у вигляді графіків, залежностей одних параметрів від інших,
діаграм, таблиць, демонстрації явища у реальному чи віртуальному часі
і т.п.

Інформаційне моделювання на етапі розвитку
інформатики неможливо без залучення технічних засобів, насамперед
комп'ютерів та засобів телекомунікацій, без використання програм та
алгоритмів, а також забезпечення умов застосування зазначених коштів на
конкретному робочому місці, тобто. здобутків науки під назвою ергономіка.
Ергономіка – це наука, що вивчає взаємодію людини та машини
у конкретних умовах виробничої діяльності з метою
раціоналізації виробництва.
Вимоги ергономіки складаються:
в оптимальному розподілі функцій у системі «людина-машина»;
раціональної організації робочого місця;
відповідно до технічних засобів психофізіологічним, біомеханічним та
антропологічним вимогам;
створення оптимальних для життєдіяльності та працездатності людини
показників виробничого середовища;
обов'язковому дотриманні санітарно-гігієнічних вимог
до умов праці.

В.В. Васильєв, Л.А. Сімак, А.М. Рибнікова. Математичне та
комп'ютерне моделювання процесів та систем у середовищі
MATLAB/SIMULINK. Навчальний посібник для студентів та аспірантів. 2008 рік.
91 стор.
Комп'ютерне моделювання фізичних завдань у
Microsoft Visual Basic. Підручник Автор: Алексєєв Д.В.
СОЛОН-ПРЕС, 2009 р
Автор: Орлова І.В., Половніков В.А.
Видавництво: Вузовський підручник
Рік: 2008

Анфілатов, В. С. Системний аналіз в управлінні [Текст]: учеб.посібник / В. С.
Анфілатов, А. А. Ємельянов, А. А. Кукушкін; за ред. А. А. Ємельянова. - М.:
Фінанси та статистика, 2002. - 368 с.
Вєніков, В.А.. Теорія подібності та моделювання [Текст] / В. А. Вєніков, Г. В.
Вініков.- М.: Вищ.шк., 1984. - 439 с.
Євсюков, В. Н. Аналіз автоматичних систем [Текст]: навчально-методичне
посібник для виконання практичних завдань/В. Н. Євсюков, А. М.
Чорноусова. - 2-ге вид., Ісп. - Оренбург: ІПК ГОУ ОДУ, 2007. - 179 с.
Зарубін, В. С. Математичне моделювання в техніці [Текст]: навч. для вузів /
За ред. В. С. Зарубіна, О. П. Крищенко. - М: Вид-во МДТУ ім.Н.Е.Баумана, 2001. -
496 с.
Колесов, Ю. Б. Моделювання систем. Динамічні та гібридні системи [Текст]:
уч. посібник/Ю.Б. Колесов, Ю.Б. Сеніченков. - СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 224 с.
Колесов, Ю.Б. Моделювання систем. Об'єктно-орієнтований підхід [Текст]:
Уч. посібник/Ю.Б. Колесов, Ю.Б. Сеніченков. - СПб. : БХВ-Петербург, 2006. – 192 с.
Норенков, І. П. Основи автоматизованого проектування [Текст]: навч.
вузів / І. П. Норенков. - М.: Вид-во МДТУ ім. Н.Е.Баумана, 2000. - 360 с.
Скуріхін, В.І. Математичне моделювання [Текст]/В. І. Скуріхін, В. В.
Шифрін, В. В. Дубровський. - К.: Техніка, 1983. - 270 с.
Чорноусова, А. М. Програмне забезпечення автоматизованих систем
проектування та управління: навчальний посібник [Текст]/А. М. Чорноусова, В.
Н. Шерстобітова. – Оренбург: ОГУ, 2006. – 301 с.

Модель –

якась спрощена подоба реального об'єкту

В реальному часі оригінал

може вже не існувати, або

його немає насправді

Причини, з яких вдаються до побудови моделей:

2.Оригінал може мати багато властивостей та взаємозв'язків. Щоб глибоко вивчити якусь властивість, корисно відмовитись від менш істотних, зовсім не враховуючи їх

Причини, з яких вдаються до побудови моделей:

3.Ориганіл або дуже великий, або дуже малий

4. Процес протікає дуже швидко чи дуже повільно

5. Дослідження об'єкта може призвести до його руйнування

Моделювання

Процес побудови моделей для дослідження та вивчення об'єктів, процесів, явищ

Ціль моделювання

Призначення майбутньої моделі. Вона визначає ті властивості оригіналу, які мають бути відтворені у моделі

Моделі

Інформаційні

Матеріальні

(натурні)

Фізична подоба об'єкту

Опис об'єкта моделювання

явища

Поведінка

Процеси

Об'єкти

Гроза
Землетрус

Економічні
Розвиток Всесвіту

Глобус
Іграшки
Макети

МОДЕЛЮВАННЯ НАТУРНЕ ТА ІНФОРМАЦІЙНЕ

Натурні моделі

Інформаційні моделі

Світлина

Відеофільм

Скульптура

моделювання

Виробничий

Медична

картка

Властивості моделі залежить від мети моделювання. Моделі одного і того ж об'єкта будуть різними, якщо вони створюються для різних цілей.

Типи інформаційних моделей

об'єктів та процесів

Вербальні

Графічні

Математичні

Табличні

Словесний опис природною мовою

Карти

Креслення

Графіки

Графи

Об'єкт-об'єкт

Об'єкт-властивість

Двійкові

Інші

Опис мовою математики

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Інформаційна модель- Сукупність інформації, що характеризує властивості та стану об'єкта, процесу, явища, а також їх взаємозв'язок із зовнішнім світом.

Одному й тому об'єкту можна поставити у відповідність різні інформаційні моделі (вербальні, математичні, табличні, графічні); все залежить від мети моделювання.

Математичні

Табличні

Графічні

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

моделі

Вербальна модель– це письмове чи усне уявлення інформаційної моделі засобами природної мови.

Приклади вербальних моделей:

інформація у підручниках
твори художньої літератури
тексти, що описують алгоритми
текстовий опис об'єктів та процесів

Математичні

Табличні

Графічні

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математична модель- Опис математичними формулами співвідношень між кількісними характеристиками об'єкта моделювання.

Приклади математичних моделей:

модель прямолінійного переміщення тіла

математична модель періоду коливань пружинного маятника

Математичні

моделі

Табличні

Графічні

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Таблична інформаційна модель– це модель, у якій об'єкти чи його властивості представлені вигляді списку, які значення розміщуються у осередках прямокутної таблиці.

Типи табличних моделей:

таблиці типу «об'єкт-властивість»
таблиці типу «об'єкт-об'єкт»

Математичні

Табличні

моделі

Графічні

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Графічна інформаційна модель- це наочний спосіб представлення об'єктів та процесів у вигляді графічних зображень.

Приклади графічних інформаційних моделей:

Математичні

Табличні

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

карта

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

креслення

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

схема

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Ненаправлений

г р а ф

д. Є л о в о

ст. Озерна

д. Підгірна

Математичні

Відносини: « з'єднання дорогий »

(симетричні зв'язки)

Елементи системи, зображені овалами, називаються вершинами
Зв'язки між елементами називаються відносинами

ребро– симетричний зв'язок
дуга– несиметричний зв'язок

Орієнтований графік

Початкова вершина

Лев Нілич

Ставлення:

«бути дідусем»

Табличні

Кінцева вершина

Графічні

моделі

граф

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

Графічні

моделі

діаграма

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

ТИПИ ІНФОРМАЦІЙНИХ МОДЕЛЕЙ

Вербальні

Математичні

Табличні

Графік зміни температури

Графічні

моделі

графік

діаграма

Приклад таблиці "об'єкт-властивість"

База даних «Домашня бібліотека»

НАЗВА

Бєляєв А. Р.

Людина амфібія

Кервуд Д.

Тургенєв І. С.

Бродяги півночі

Повісті та оповідання

Олеша Ю. К.

Вибране

Бєляєв А. Р.

Зірка КЕЦ

Тинянов Ю.М.

Толстой Л. М.

Бєляєв А. Р.

Повісті та оповідання

Вибране

Приклад таблиці "об'єкт-об'єкт"

База даних «Успішність»

Алікін Петро

Ботов Іван

Волков Ілля

Галкіна Ніна

Методика інформаційного моделювання

Визначення

моделювання

Визначення

інформаційної

Побудова

інформаційної

Системний

аналіз об'єкта

моделювання

Домашнє завдання

Вчити: конспект у зошиті,

§ 13,

Скласти своє генеалогічне дерево (Графічна модель)

Які властивості реальних об'єктів відтворюють:

Муляжі продуктів у магазині; Манекен
Муляжі продуктів у магазині;
Манекен

Наведіть приклад матеріальної та інформаційної моделі літака
Складіть різні моделі:

Квадрата Прямої лінії Людини
Квадрата
Прямий лінії
Людину

4. Побудуйте графічну модель (графік) Петіною успішності протягом року (по чвертях) для таких предметів: фізика, хімія, алгебра, геометрія.

Петіни оцінки:

фізика – 5 4 4 5

хімія – 3 4 3 4

алгебра – 4 4 3 4

1 слайд

Розділ: Клінковська М.В., вчитель інформатики та ІКТ МОУ гімназії №7 м. Балтійська, 2008-09 уч.

2 слайд

ПРЕДСТАВЛЯЮТЬ ОБ'ЄКТИ І ПРОЦЕСИ В ОБРАЗНІЙ АБО ЗНАКОВОЇ ФОРМІ, ТАКОЖ У ФОРМІ ТАБЛИЦЬ, БЛОК-СХЕМ, І Т.Д.

3 слайд

DIM A (5) FOR I = 1 TO 5 INPUT A (I) NEXT IS = 0 FOR I = 1 TO 5 , КЛАС, ОТРЯД, СІМЕЙСТВО, ПІД, ВИГЛЯД)

4 слайд

Словесні моделі – усні та письмові описи з використанням ілюстрацій Математичні моделі – математичні формули, що відображають зв'язок різних параметрів об'єкта або процесу Геометричні моделі – графічні форми та об'ємні конструкції Структурні моделі – схеми, графіки, таблиці тощо. Логічні моделі – такі, в яких представлені різні варіанти вибору дій на основі висновків та аналізу умов Спеціальні моделі – ноти, хімічні формули тощо.

5 слайд

Н.Коперник та зображення геліоцентричної системи Коперника не Сонце рухається навколо Землі, а Земля обертається навколо своєї осі та Сонця; Орбіти всіх небесних тіл проходять навколо Сонця. не Сонце рухається навколо Землі, а Земля обертається навколо своєї осі та Сонця; Орбіти всіх небесних тіл проходять навколо Сонця.

6 слайд

Формалізація – процес побудови інформаційних моделей за допомогою формальних мов Формальні мови: системи спеціалізованих мовних засобів або їх символів з точними правилами поєднання МАТЕМАТИЧНА МОВА АЛГЕБРАЇЧНИХ ФОРМУЛ F = ma МОВА ХІМІЧНИХ ФОРМУЛ

7 слайд

8 слайд

Робота 1. Об'єкт моделювання: однокласник. Мета моделювання: побудова словесної моделі людини. Параметри моделювання. Прізвище, ім'я, по-батькові об'єкта. Риси особи, статура (зростання та вага) Улюблений навчальний предмет об'єкта, причини. Хобі об'єкту. Інструмент моделювання: текстовий процесор Microsoft Word. Тема: «Побудова словесної моделі серед текстового редактора»

9 слайд

Хід роботи. 1. Відкрийте текстовий редактор Microsoft Word. 2. Виберіть об'єкт моделювання (будь-якого однокласника). 3. Складіть його уявний образ відповідно до параметрів моделювання. 4. Оформіть уявний образ засобами текстового редактора. 5. Покажіть результат учителю.

10 слайд

Робота 2. Тема: «Побудова математичної моделі засобами редактора формул» Об'єкт моделювання: математична формула прямолінійного рівноприскореного руху тіла (зміна координати x) Мета моделювання: побудова математичної моделі Інструмент моделювання: редактор формул Microsoft Equation.

11 слайд

Хід роботи. 1. Відкрийте текстовий процесор Microsoft Word. 2. Вибрати в меню Вставка команду Об'єкт 3. Вибрати Microsoft Eqation 3.0. 4. Скласти формулу за допомогою наборів символів та шаблонів. 5. Нижче за формулу в документі поясніть позначення, що використовуються в записі (опис величин). 5. Результат роботи покажіть вчителю. 1. Відкрийте текстовий процесор Microsoft Word. 2. Вибрати в меню Вставка команду Об'єкт 3. Вибрати Microsoft Eqation 3.0. 4. Скласти формулу за допомогою наборів символів та шаблонів. 5. Нижче за формулу в документі поясніть позначення, що використовуються в записі (опис величин). 5. Результат роботи покажіть вчителю.

12 слайд

Визначте послідовність набору формули; Усі символи набираються послідовно за допомогою клавіатури; Числа, знаки та змінні можна вводити з клавіатури; Переміщатися між елементами формули можна за допомогою клавіш керування курсором або клацанням миші встановити курсор у потрібне місце; Якщо формул кілька, відокремлюйте одну від іншої натисканням клавіші Enter; Якщо Ви бажаєте набрати текст, перебуваючи у редакторі формул, слід вибрати Стиль, Текст. Для редагування формули двічі клацніть на ній. Інструкція ПОРАДИ З НАБОРУ ФОРМУЛ

14 слайд

Знати класифікацію моделей за формою уявлення. Наведіть приклади словесних та математичних моделей. За допомогою яких програмних інструментів можна створювати такі моделі? Складіть словесну модель пояснення з батьками у ситуації, коли ви отримали двійку. Спробуйте переконати батьків, що ваша «двійка» є чи не благом. За наведеною словесною моделлю складіть математичну модель: квадрат гіпотенузи дорівнює сумі квадратів катетів. Виконайте це завдання за допомогою комп'ютера.

15 слайд

Література: Н. Угрінович «Інформатика. Базовий курс – 9» С.Бешенков, Є.Ракітіна «Інформатика. Систематичний курс - 10» Н.В. Макарова "Інформатика 7 -9", О.Л.Соколова. «Універсальні поурочні розробки з інформатики. 10 клас". Москва. "ВАКО", 2006.

Слайд 3

Слайд 5

Спец. програми

"Початки ЕЛЕКТРОНІКИ" - це програма, що представляє собою електронний конструктор, що дозволяє детально показати на екрані монітора процес складання різних електричних схем. «Electronics Workbench» – один із найвідоміших пакетів схематичного моделювання цифрових, аналогових та аналогово-цифрових електронних схем високої складності.

Слайд 6

Нині комп'ютерне моделювання у наукових та практичних дослідженнях одна із основних методів пізнання. Без комп'ютерного моделювання зараз неможливе вирішення великих наукових та економічних завдань.

Слайд 7

Обчислювальний експеримент - це експеримент над моделлю об'єкта на ЕОМ, який полягає в тому, що за одними параметрами моделі обчислюються інші її параметри і на цій основі робляться висновки про властивості явища, що описується математичною моделлю. Обчислювальний експеримент застосовується у: Фізиці, хімії, астрономії, біології, екології Психології, лінгвістиці, філології Економіці, соціології, промисловості

Слайд 8

Переваги проведення обчислювального експерименту

Не потрібно складного лабораторного обладнання Істотно скорочуються тимчасові витрати на експеримент Можливість вільного керування параметрами, довільного їх зміни, аж до надання їм нереальних, неправдоподібних значень

Слайд 9

У ролі моделей можуть виступати найрізноманітніші об'єкти: зображення, схеми, карти, графіки, комп'ютерні програми, математичні формули тощо. Моделювання – процес заміщення реального об'єкта з допомогою об'єкта-моделі з вивчення реального об'єкта чи передачі про властивості реального об'єкта. Об'єкт, що заміщується, називається оригіналом, що заміщає - моделлю.

Слайд 10

Цілі та завдання курсу «Комп'ютерне моделювання»

В результаті освоєння навчальної дисципліни студент має вміти: працювати з пакетами прикладних програм професійної спрямованості; користуватися довідковою, нормативно-технічною документацією разом із можливостями програм для комп'ютерного моделювання щодо характеристик радіоелектронних пристроїв та його складових частин; графічно представляти та аналізувати діаграми характеристик радіоелектронних пристроїв та їх складових частин; застосовувати засоби обчислювальної техніки для розрахунку елементів конструкцій та діаграм характеристик радіоелектронних пристроїв та їх складових частин; аналізувати електричні схеми електронних приладів та пристроїв. вибирати вимірювальні прилади та обладнання для проведення випробувань електронних приладів та пристроїв, налаштовувати та регулювати електронні прилади та пристрої, проводити випробування електронних приладів та пристроїв використовуючи віртуальні лабораторії.

Слайд 11

В результаті освоєння навчальної дисципліни студент має знати:

математичні методи розрахунку різних радіоелектронних пристроїв та режимів їх роботи; можливості та особливості програм «Початку електроніки» та «ElectronicsWorkbench»; фізичні процеси під час роботи радіоелектронних пристроїв; особливості конструкцій та принцип роботи різних радіоелектронних пристроїв, різновиди радіоелектронних пристроїв; методику розрахунку елементів конструкцій та діаграм характеристик складових частин радіоелектронних пристроїв.

Слайд 12

Моделювання як метод пізнання

Моделювання – це метод пізнання, який полягає у створенні та дослідженні моделей 17.11.2017

Слайд 13

Модель – це якийсь новий об'єкт, який відображає деякі суттєві властивості явища, що вивчається, або процесу

Слайд 14

Модель (фр.сл. мodele, іт. сл. modelo, лат. сл. modelus) – міра, зразок

Слайд 15

Один і той самий об'єкт може мати безліч моделей, а різні об'єкти можуть описуватися однією моделлю

Слайд 16

Людина: Лялька Манекен Скелет Скульптура Реальний об'єкт – оригінал Моделі

Слайд 17

Властивості об'єкта, які має відображати модель, визначаються метою його вивчення.

Слайд 18

Класифікація моделей за способом представлення:

Слайд 19

Матеріальні моделі

Відтворюють геометричні, фізичні та інші властивості об'єктів у матеріальній формі Приклад: Глобус (модель земної кулі) - географія

Слайд 20

Інформаційні моделі

Представляють об'єкти та процеси у формі схем, креслень, таблиць, формул, текстів тощо. Приклад: Малюнок квітки – ботаніка, формула - математика

Слайд 21

Слайд 22

Класифікація моделей по області використання:

Навчальні моделі; Досвідчені моделі; Науково-технічні моделі; Ігрові моделі; Імітаційні моделі.

Слайд 23

Класифікація моделей з урахуванням фактора часу:

Статичні; Динамічні. Якщо модель враховує зміну властивостей модельованого об'єкта від часу, то модель називається динамічною, інакше статичною. Приклади: динамічні: іграшки; статичні: глобус; м'які іграшки; підручники.

Слайд 24

Класифікація моделей у сфері використання: Біологічні; Історичні; Фізичні; Та ін.

Слайд 25

Моделювання

Слайд 26

Моделювання як спосіб пізнання Те, на що звернена увага людини (предмет, явище, процес, відношення), з метою вивчення, називається об'єктом. Для вивчення об'єкта, розв'язання задачі потрібна побудова моделі заданого об'єкта. Модель створюється людиною в процесі пізнання навколишнього світу і відображає суттєві особливості досліджуваного об'єкта, явища або процесу. Моделювання – це спосіб пізнання, що полягає у створенні та дослідженні моделей. Будь-яка модель не є абсолютною копією свого оригіналу, вона лише відображає деякі його якості та властивості. Властивості моделі залежить від мети моделювання. Моделі одного і того ж об'єкта будуть різними, якщо вони створюються для різних цілей. Приклади: таблиця Менделєєва, модель будови атома, модель кристалічних ґрат, модель скелета, муляжі, моделі технічних пристроїв тощо. Далі Назад

Слайд 27

Класифікація моделей Матеріальні моделі – це матеріальні копії об'єктів моделювання. Приклади: глобус, лялька, робот, макети будівель, муляжі. Далі Назад Розглянемо найпоширеніші ознаки, якими класифікуються моделі: мета використання (навчальні моделі, досвідчені, імітаційні, ігрові, науково-технічні); область знань (біологічні, економічні, соціологічні, тощо) Спосіб (форма) подання Фактор часу За підручником інформатики Н.Угриновича для 9 класу

Слайд 28

Інформаційні моделі Далі Назад Розглянемо інформаційні моделі з позиції способів представлення інформації: уявне уявлення про об'єкт (алфавіт кодування – система понять, носій – нервова система людини, мозок); вербальні уявлення моделі засобами природної розмовної мови (форма уявлення – усне або письмове повідомлення Приклади: інструкції, літературні твори); образні вираз властивостей оригіналу за допомогою образів (малюнки, кінофільми, геометричні моделі)

Слайд 29

Види та типи моделей Далі Назад Види та типи моделей Натурні Інформаційні Технічні: Автомобіля, літака та ін. Глобус, манекен, муляж, макет будівлі та ін. Вербальні Графічні . Двійкові матриці Кількісні характеристики та зв'язок між ними Загальні властивості моделей Об'єкти моделювання: - Матеріальні об'єкти; - явища природи; - процеси Обмеженість моделі: - відображає лише частину властивостей об'єкта моделювання Неоднозначність моделі: - різні моделі одного об'єкта, створені для різних цілей Призначення моделі: - обмежена заміна реального об'єкта; - використання моделі для прогнозування поведінки реального об'єкту За підручником інформатики І.Семакіна для 9 класу

Слайд 30

Формалізація Далі Назад Що таке формалізація? У цьому слові є суть інформаційного моделювання. Інформаційна модель описує об'єкт моделювання у формі будь-яких знаків: літер, цифр, картографічних елементів, математичних чи хімічних формул тощо. Найформалізованішою наукою є математика. Формалізація - процес побудови інформаційних моделей за допомогою формальних мов. Формалізація-є результат переходу від реальних властивостей об'єкта моделювання до їхнього формального позначення в певній знаковій системі.

Слайд 31

Комп'ютерні моделі Далі Назад За підручником інформатики І.Семакіна для 9 класу Комп'ютерні моделі (інформаційні моделі, реалізовані на комп'ютері) Чисельні методи: Арифметичні способи вирішення будь-якого мат. задачі Комп'ютерна математична модель Обчислювальний експеримент: Розрахунок стану об'єкта моделювання за математичною моделлю Наочне уявлення результатів: Використання комп'ютерної графіки та мультимедіа для представлення результатів розрахунків Управління в реальному часі: Швидкі комп'ютерні моделі, що працюють зі швидкістю фізичного керованого процесу Комп'ютерна імітаційна модель стохастичною (випадковою) поведінкою її елементів Системи масового обслуговування Транспортні системи

Слайд 32

Класифікація інформаційних моделей

Слайд 33

Класифікація інформаційних моделей:

Слайд 34

У табличній моделі перелік однотипних об'єктів або властивостей розміщено в першому стовпці (або рядку) таблиці, а значення їх властивостей розміщуються в наступних рядках (або стовпцях) таблиці

Слайд 35

Таблиця типу "Об'єкт-властивість"

В одному рядку міститься інформація про один об'єкт або подію

Слайд 36

Таблиця типу "Об'єкт-об'єкт"

Відображають зв'язки між об'єктами

Слайд 37

Таблиця типу "Подвійна матриця"

Відображає якісний характер зв'язку між об'єктами

Слайд 38

Табличні інформаційні моделі

Статична Ціна окремих пристроїв комп'ютера (1997р)

Слайд 39

Динамічна Зміна ціни комп'ютера

Слайд 40

Граф – це засіб наочного уявлення складу та структури схеми

Слайд 41

Ієрархічна модель – система, елементи якої знаходяться один з одним щодо вкладеності чи підпорядкованості. Ієрархічна модель – граф, у якому вершини пов'язані між собою за принципом «один до багатьох»

Слайд 42

Ієрархічні інформаційні моделі

Статична Класифікація комп'ютерів Кишенькові Настільні Комп'ютери Супер-комп'ютери Робочі станції Персональні комп'ютери Портативні

Слайд 43

Динамічна Генеалогічне дерево Рюриковичів (X-XI століття) Ізяслав Всеволод Святослав Ярослав Мудрий Борис Гліб Святослав Ярополк Володимир

Слайд 44

Мережева модель – граф, у якому вершини пов'язані між собою за принципом «багато хто до багатьох»

Слайд 45

Мережеві інформаційні моделі

Слайд 46

Семантична модель - граф, в основі якого лежить те, що будь-які знання можна представити у вигляді сукупності об'єктів (понять) та зв'язків (стосунків) між ними.

Слайд 47

«Одного разу в холодну зиму я з лісу вийшов.»

Одного разу з лісу вийшов Я зимову в холодець у пору Що зробив? Хто? Звідки? Коли? В яку?

Слайд 48

Графічні моделі

Слайд 49

Мета моделювання: створення меню простих елементів для конструювання різних об'єктів Інструмент моделювання: Paint Ход роботи: 1. Створити меню простих елементів, максимально враховуючи форму і розмір. 2. Створити із простих елементів об'єкт. 3. Результат зберігати у своїй папці. Побудова графічних моделей Елементи меню Об'єкт: Мозаїка Елементи меню Об'єкт: геометричний орнамент Елементи меню Елементи меню Елементи меню: Об'єкт: топографічна карта Об'єкт: електрична схема Елементи меню: Об'єкт: інтер'єр Елементи меню: Об'єкт: рослинний орнамент : конструкція з блоків Об'єкт конструкція з цегли Далі Назад

Слайд 50

Геометричні моделі Далі Назад Виконати стрічковий геометричний орнамент. Використовувані елементи: Лінії: суцільні та уривчасті: прямі, ламані, хвилясті Геометричні фігури: квадрат ромб трикутник коло півколо овал напіволів та інші найпростіші фігури Комп'ютерний варіант: графічний редактор PAINT. Приклади очікуваного результату:

Слайд 51

Моделювання в електронних таблицях

Слайд 52

Багато об'єктів і можна описати математичними формулами, пов'язуючими їх параметри. Ці формули є математична модель оригіналу. За ними можна зробити чисельні розрахунки з різними значеннями параметрів та отримати кількісні характеристики моделі. Розрахунки, у свою чергу, дозволяють зробити висновки та узагальнити їх. Табличний процесор надає інструмент для розрахунку кількісних характеристик досліджуваного об'єкта чи процесу, бере він всю трудомістку роботу з обчисленням. У цій темі виділено чотири основні етапи моделювання: постановка задачі, розробка моделі, комп'ютерний експеримент, аналіз результатів моделювання.

Слайд 53

МОДЕЛЮВАННЯ СИТУАЦІЙ ЗАВДАННЯ Розрахунок кількості рулонів шпалер для обклеювання приміщення I етап. Опис завдання У магазині продаються шпалери. Найменування, довжина та ширина рулону відомі. Провести дослідження, яке дозволить автоматично визначити необхідну кількість рулонів для обклеювання будь-якої кімнати. Розміри кімнати задаються висотою (h), довжиною (а) і шириною (b). При цьому врахувати, що 15% площі стін кімнати займають вікна та двері, а при розкрої 10% площі рулону йде на обрізки. Мета моделювання Встановити зв'язок між геометричними розмірами конкретної кімнати та вибраним зразком шпалер. Аналіз об'єкта Об'єкт моделювання - система, що складається з двох більш простих об'єктів: кімнати та шпалер. Кожен із об'єктів, що входять до системи, має свої параметри. Зв'язок між об'єктами системи визначається при встановленні кількості рулонів для обклеювання кімнати.

Слайд 54

ІІ етап. Розробка моделі Інформаційна модель

Слайд 55

Математична модель При розрахунку фактичної площі рулону, що піде на обклеювання приміщення, треба відкинути 10% реальної площі на обрізки. Формула розрахунку має вигляд: Sp=0,9*l*d, де l – довжина рулону, d – ширина рулону, * – знак множення. При розрахунку фактичної площі стін враховується необклеювана площа вікон та дверей (15%) Sком=0,85*2*(а+b)*h Кількість рулонів, необхідних для обклеювання кімнати, обчислюється за формулою, де додано один запасний рулон.

Слайд 56

Комп'ютерна модель Для моделювання оберемо середовище електронної таблиці. У цьому середовищі інформаційна та математична моделі об'єднуються в таблицю, яка містить три області: вихідні дані – керовані параметри (некеровані параметри враховані у формулах розрахунку); проміжні розрахунки; результати.

Слайд 57

Завдання Заповніть за зразком розрахункову таблицю. Введіть формули до розрахункових осередків.

Слайд 58

ІІІ етап. Комп'ютерний експеримент План моделювання Провести тестовий розрахунок комп'ютерної моделі за даними, наведеними у таблиці. Провести розрахунок кількості рулонів для приміщень вашої квартири. Змінити дані деяких зразків шпалер та простежити за перерахунком результатів. Додати рядки із зразками та доповнити модель розрахунком за новими зразками. Результати експерименту оформити як звіт у текстовому редакторі. Технологія моделювання 1. Ввести в таблицю тестові дані та порівняти результати тестового розрахунку з результатами, наведеними в таблиці. 2. По черзі ввести розміри кімнат вашої квартири та результати розрахунків скопіювати у текстовий редактор. 3. Скласти звіт. ІV етап. Аналіз результатів моделювання За даними таблиці, можна визначити кількість рулонів кожного зразка шпалер для будь-якої кімнати.

Слайд 59

Моделювання тесту Голланду в електронній таблиці

Переглянути всі слайди