Информационные модели. Моделирование

Этапы решения задач с помощью компьютера.

Лекция № 5. Алгоритмы решения задач.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Какие программные средства являются ПО ИТ обработки текста?

2. Назовите функциональные возможности МЛ Аннотатор SDK 1.0?

3. Приведите классификацию электронных словарей.

4. По каким параметрам можно разделить лингвистические словари?

5. Какая наука занимается теорией и практикой составления словарей?

6. Какие версии словаря Lingvo вы знаете?

7. На каком сайте размещается бесплатный онлайновый переводчик компании PROMT?

8. Какие модули входят в состав системы PROMT?

Решение задач с помощью компьютера включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.

1. Постановка задачи:

· сбор информации о задаче;

· формулировка условия задачи;

· определение конечных целей решения задачи;

· определение формы выдачи результатов;

· описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п.).

2. Анализ и исследование задачи, модели:

· анализ существующих аналогов;

· анализ технических и программных средств;

· разработка модели;

· разработка структур данных.

3. Разработка алгоритма:

· выбор метода проектирования алгоритма;

· выбор способа записи алгоритма;

· выбор тестов и метода тестирования;

· проектирование алгоритма.

4. Программирование:

· выбор языка программирования;

· уточнение способов организации данных;

· запись алгоритма на выбранном языке программирования.

5. Тестирование и отладка:

· синтаксическая отладка;

· отладка семантики и логической структуры;

· тестовые расчеты и анализ результатов тестирования;

· совершенствование программы.

6. Анализ результатов решения задачи и уточнение в случае необходимости модели с повторным выполнением этапов 2 – 5.

7. Сопровождение программы:

· доработка программы для решения конкретных задач;

· составление документации к решенной задаче, к модели, алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.

Основным методом решения различных задач информационными технологиями является метод моделирования. Суть его заключается в том, что для решения какой-либо задачи строится модель некоторого объекта, явления или процесса. Этот метод используется человеком очень давно, потому что некоторые явления безопаснее исследовать на модели, нежели в реальности (изучение молнии, ядерную энергию и т.д.).

В разных науках одни и те же объекты исследуются под разными углами зрения и строятся различные типы моделей. Один и тот же объект иногда имеет множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью.

Существуют различные трактовки понятий «модель» и «моделирование». За основу примем следующую трактовку понятия модель: модель – это формализованное описание объекта, системы нескольких объектов, процесса или явления, выраженное конечным набором предложений какого-либо языка, математическими формулами, таблицами, графиками, специальными знаками или какими-нибудь схемами.

Описание считается формализованным, если оно понятно не только человеку, но и некоторому устройству, например компьютеру. Предположим, архитектор, разрабатывая план какого-либо города, строит его модель в виде таких специальных знаков, как квадрат, прямоугольник, круг, которые обозначают целые дома, заводы, улицы и т.п.

Модель распределения словоформ какого-либо текста по частоте употребления может быть представлена в следующем виде (табл. 3)

Таблица 3

Словоформа	Частота
Информация
Компьютер
Технология

По отношению к моделируемому объекту, процессу или явлению модель должна удовлетворять целому ряду свойств. Важнейшими из них являются следующие свойства:

1. Модель выступает в качестве упрощенного аналога изучаемого объекта (процесса, явления).

2. Модель не должна быть сложнее самого оригинала.

3. Метод изучения объекта (процесса, явления) путем его моделирования должен быть более экономичным по сравнению с другими возможными методами изучения того же объекта.

4. Построенная модель должна быть предельно простой и логически корректной, не содержащей противоречий.

5. Модель должна по возможности иметь общий (универсальный) характер, позволяющий использовать ее для изучения других подобных объектов (процессов, явлений). Например, построив на материале английского языка модель его реферирования, опирающуюся на ключевые слова текста, необходимо, чтобы эта модель работала и для текстов других языков.

6. Модель должна отражать наиболее существенные черты реального объекта, процесса или явления, которые важны для проводимого в данный момент процесса моделирования.

Модели классифицируются по:

Области применения

q научные,

q учебные,

q опытные,

q деловые игры и т.д.

Временному фактору

q динамические,

q статические.

Способу представления

q материальные,

q информационные.

Предметные (материальные) модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, модель кристаллической решетки, детские игрушки и др.).

Модели знаковые (информационные) представляют объекты и процессы в форме рисунков, схем, таблиц, текстов и т.д.

Информационные модели в свою очередь бывают:

q компьютерные и

q некомпьютерные.

Информационная модель объекта, которая хранится в памяти компьютера, называется компьютерной моделью.

Математическая модель – это информационная модель объекта, построенная с использованием математических понятий и формул или система математических соотношений – формул, уравнений, неравенств и т.д., отражающих существенные свойства объекта или явления.

При использовании информационных технологий в лингвистике выделяют следующие типы информационных моделей:

1. Структурные модели служат для изучения и описания внутреннего строения некоторого объекта. Например, такая модель строится, если необходимо изучить систему согласных какого-либо языка или устройство речевого аппарата человека.

2. Функциональные модели позволяют изучать поведение некоторого объекта, течение некоторого процесса или же этапы реализации некоторого явления. Например, функциональная модель строится, если необходимо смоделировать процесс создания некоторого текста человеком. Такая же модель создается для объяснения процесса перевода текста с одного языка на другой.

3. Динамические модели создаются при необходимости найти объяснение некоторых процессов или явлений в их временном развитии. Так, если требуется узнать, как со временем менялось произношение некоторого слова, строят динамическую модель такого процесса.

Особая роль в лингвистике отводится функциональным моделям, позволяющим раскрыть суть функционирования языка, механизма производства и восприятия речи и текста.