2015-06-30
397
При составлении модели объекта его описание можно осуществить несколькими способами:
- на естественном языке;
- с помощью рисунков, схем, графиков, таблиц и т.д.;
- с помощью формальных языков.
С помощью естественного языка создаются описательные информационные модели.
Например, закон Гука на естественном языке записывается следующим образом: сила упругости прямо пропорциональна деформации объекта.
С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.).
Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.
Самым распространенным формальным языком является язык математики. Модели, описанные с помощью математических формул, называются математическими моделями.
Например, формула 
является формальной математической моделью для упругой деформации.
Другим примером формального языка является язык алгебры логики (алгебры высказываний), который дает возможность строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний формализуются (записываются в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Путем построения логических моделей удается решать логические задачи, создавать логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и т. д.
|
|
|
4.3. Классификация моделей:
Классификация моделей по области использования:
Учебные модели – используются при обучении (глобус, макет тела человека, учебная презентация и т.д.);
Опытные – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик (модель самолета, автомобиля и т.д.);
Научно-технические – создаются для исследования процессов и явлений природы или общества (модель гравитационного взаимодействия тел);
Игровые – репетиция поведения объекта в различных условиях (психологические тесты);
Имитационные – отражение реальности в той или иной степени.
Классификация моделей по фактору времени:
Статические – модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). Примеры моделей: классификация животных, строение молекул, список посаженных деревьев, отчет об обследовании состояния зубов в школе и т.д.
Динамические – модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения объекта во времени). Примеры: описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций.
Классификация моделей по отрасли знаний – это классификация по отрасли деятельности человека (математические, биологические, химические, социальные, экономические, исторические и т.д.). Все эти модели можно разделить на универсальные и специализированные.
|
|
|
Универсальные – могут быть применены в различных отраслях знаний.
Специализированные – могут применяться только в конкретной области знаний.
Классификация моделей по форме представления:
Материальные – это предметные (физические) модели. Они всегда имеют реальное воплощение. Отражают внешнее свойство и внутреннее устройство исходных объектов, суть процессов и явлений объекта-оригинала. Это экспериментальный метод познания окружающей среды. Примеры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной системы, школьные пособия, физические и химические опыты.
Абстрактные (нематериальные) – не имеют реального воплощения. Их основу составляет информация (теоретический метод познания окружающей среды).
Абстрактные модели по признаку реализации делятся на:
· Мысленные (ментальные) модели формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого образа. Это модель сопутствует сознательной деятельности человека.
· Вербальные – мысленные модели выраженные в разговорной форме. Используется для передачи мыслей.
· Информационные модели – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта.
Типы информационных моделей:
I. По способу описания:
1. Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках).
2. Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня. Примерами таких моделей являются структура файловой системы на ЭВМ, бинарные (двоичные) деревья, применяемые при составлении родословных и т.д..
3. Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру.
4. Смешанные – являются комбинацией выше перечисленных способов описания.
| 
|
| |||||||||||||||
| иерархическая | иерархическая (двоичное дерево) | Сетевая (граф) | |||||||||||||||
|
| ||||||||||||||||
| смешанная (семантическое дерево) | табличная | ||||||||||||||||
Рис. 5. Типы информационных моделей по способу описания
II. По степени формализации:
1. Образно-знаковые модели:
· Графические (рисунок, пиктограмма, чертеж, карта, план, объемное изображение);
· Структурные (таблица, граф, схема, диаграмма);
· Описательные (описание естественными языками);
· Алгоритмические (нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема).
2. Знаковые модели (формализованные):
· Математические – представлены математическими. формулами, отображающими связь параметров;
· Логические – представлены языком алгебры логики;
· Специальные – представлены на спец. языках (ноты, химические формулы);
· Алгоритмические – программы.
III. по цели создания
1. классификационные (древовидные, генеалогическое дерево, развитие природы по Дарвину, дерево каталогов в компьютере);
2. динамические (как правило, строятся на основе решения дифференциальных уравнений и служат для решения задач управления и прогнозирования).
IV. по природе моделируемого объекта
1. детерминированные (определенные), при которых известны законы, по которым изменяется или развивается объект,
|
|
|
2. стохастические (обработка статистической неопределенности и некоторых видов нечеткой информации).
