Меню

Модель как вспомогательное средство



вспомогательные модели

делятся по видам средств, используемых для их построения

схематизированные: (в зависимости от того, какое действие они обеспечивают) — вещественные (или предметные) обеспечивают физическое действие с предметами (т.е. они строятся из каких-либо предметов: пуговиц, спичек, бумажных полосок и т.д.); — графические используются для обобщённого, схематического воссоздания ситуации задачи: рисунок, условный рисунок, чертёж, схема. знаковые — выполнены на естественном языке: краткая запись задачи (краткое условие), таблица; — выполнены на математическом языке: выражение, уравнение, система уравнений, запись решения задачи по действиям.
Пример: «Лида нарисовала 4 домика, а Вова на 3 домика больше. Сколько домиков нарисовал Вова?»
графические модели: 1) рисунок: Л. В. 2) условный рисунок:

4 д.

1) краткая запись задачи (краткое условие) Л. – 4 д. В. – ? д., на 3 д. больше, чем 2) таблица

Л. 4 д.
В. ? д., на 3 д. больше

3) решение по действиям

4 + 3 = 7 – домиков нарисовал Вова

Таблица как вид знаковой модели используется главным образом тогда, когда в задаче имеется несколько взаимосвязанных величин, каждая из которых задана одним или несколькими значениями.

Источник

Введение в информационное моделирование

ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

«Моделирование. Информационные модели.

1. Какие из приведенных ниже определений понятия «модель» верные?

а) Модель — это некое вспомогательное средство, объект, который в определенной ситуации заменяет другой объект

б) Модель — это новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели моделирования

в) Модель — это физический или информационный аналог объекта, функционирование которого — по определенным пара метрам — подобно функционированию реального объекта

г) Модель некоторого объекта — это другой объект (реальный, знаковый или воображаемый), отличный от исходного, который обладает существенными для целей моделирования свойствами и в рамках этих целей полностью заменяет исходный объект

2. Верно ли, что моделирование — всегда целенаправленная деятельность?

3. Вставьте в предложение наиболее точный термин из предложенного ниже списка.

Если материальная модель объекта — это его физическое подобие, то информационная модель объекта — это его.

б) точное воспроизведение

в) схематичное представление

4. Вставьте пропущенные слова, выбрав их из предложенного ниже списка.

Компьютерная модель — это (1) модель, выполненная с помощью компьютерных (2).

5. Какое до утверждений верно?

а) Информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для разных целей, могут быть совершенно разными

б) Информационные модели одного и того же объекта, пусть даже

предназначенные для разных целей, должны быть во многом сходны

6. Могут ли у разных объектов быть одинаковыми модели?

б) Да, но только для конструктивных (искусственных, созданных людьми) объектов

7. Укажите для каждого аспекта моделирования возможное назначение модели (с какой целью она создается).

Аспект Возможное назначение модели

1) Внешний вид а) Идентификация (узнавание) объекта

2) Структура б) Наглядное представление взаимосвязей

3) Поведение между компонентами объекта моделирования

г) Установление причинно-следственных связей с другими объектами

д) Долговременное хранение образа объекта

е) Изучение свойств объекта

ж) Выявление значимых связей

з) Управление объектом

и) Конструирование технических устройств

к) Изучение стабильности состояния объекта

8. Может ли передаваться информация от человека к человеку и от поколения к поколению без использования моделей?

а) Нет, без моделей никогда не обойтись

б) Да, иногда, например, генетическая информация

в) Да, чаще всего знания передаются без использования каких-либо моделей

9. Модели объектов реальной действительности (предметов, процессов, явлений) используются для.

а) представления (репрезентации) материальных предметов

б) объяснения известных фактов

в) построения гипотез

г) получения новых знаний об исследуемых объектах

ж) другого (для чего именно)

10. Можно ли построить модель понятия «модель»?

ВВЕДЕНИЕ В ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

«Моделирование. Информационные модели.

1. Какие из приведенных ниже определений понятия «модель» верные?

а) Модель — это некоторое упрощенное подобие реального объекта

б) Модель — это схема, изображение или описание какого-либо явления или процесса в природе или обществе

в) Модель — это некий объект-заместитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причем этот объект-заместитель имеет существенные преимущества или удобства (наглядность, обозримость, доступность испытаний, легкость оперирования с ним и пр.)

г) Модель — это новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели моделирования

2. Построение любой модели начинается.

а) с выделения свойств и признаков объекта-оригинала

б) с определения цели моделирования

в) с выбора вида будущей модели

3. Вставьте в предложение наиболее точный термин из предложенного
ниже списка.

Если материальная модель объекта — это его. то информационная модель объекта — это его описание.

а) физическое подобие

б) точное воспроизведение

в) схематичное представление

4. Вставьте пропущенные слова, выбрав их из предложенного ниже списка.

Информационная модель — это целенаправленно отобранная (1) об объекте, которая отражает наиболее (2) для исследоваэтого объекта.

в) описательная характеристика

ж) законы функционирования

з) отличительные особенности

5. Какое из утверждений верно?

а) Информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для одной и той же цели, но созданные разными людьми, могут быть разными

б) Информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для одной и той же цели, даже если построены разными людьми, должны быть во всем сходны

6. Может ли одна и та же модель соответствовать разным объектам?

б) Да, но только для конструктивных (искусственных, созданных людьми) объектов

7. Установите соответствие.

Аспект моделирования Свойства объектаотражаемые в модели

1) Внешний вид а) Изменение внешнего вида и струк-

2) Структура туры объекта с течением времени

3) Поведение б) Набор чувственно воспринима-

емых признаков объекта

в) Перечень элементов, составляющих объект,

и описание отношений (взаимосвязей) между ними

8. Верно ли, что моделирование представляет собой один из основных методов познания, способ существования знаний?

9. В каком из видов человеческой деятельности можно обойтись без построения и использования моделей?

б) Общение (коммуникация)

в) Практическая (преобразовательная, производственная) деятельность

г) Ни в одном из перечисленных в пунктах а) — в) видов деятельности нельзя обойтись без моделирования

д) В любой деятельности человек может обойтись без использования моделей

10. Можно ли построить модель модели?

Ответы. Тест по теме

«Моделирование. Информационные модели.

Ответ варианта 1

Ответ варианта 2

а — г (т. е. все определе­ния по-своему верны)

а — г (т. е. все определе­ния по-своему верны)

Источник

Понятия модель и моделирование

Первоначально моделью называли некое вспомогательное средство, объект, который в определённой ситуации заменял другой объект. При этом далеко не сразу была понята универсальность законов природы, всеобщность моделирования, т.е. не просто возможность, но и необходимость представлять любые наши знания в виде моделей.

Например, древние философы считали невозможным моделирование естественных процессов, так как, по их представлениям, природные и искусственные процессы подчинялись различным закономерностям. Они полагали, что отобразить природу можно только с помощью логики, методов рассуждений, споров, т.е., по современной терминологии, языковых (дескриптивных) моделей.

Через несколько столетий девизом английского Королевского научного общества стал лозунг «Ничего словами!», который явился кратчайшим изложением принципов естествознания: признавались только выводы, подкреплённые экспериментально или математическими выкладками. В английском языке до сих пор в понятие «наука» не входят области знания, которым в русском языке соответствует термин «гуманитарные науки», – они отнесены к категории «искусств». В результате очень долго понятие «модель» относилось только к материальным объектам специального типа, например манекен (модель человеческой фигуры), гидродинамическая уменьшенная модель плотины, модели судов и самолетов, чучела (модели животных) и т.п.

Осмысливание основных особенностей таких моделей привело к разработке многочисленных определений, типичным примером которых служит следующее: моделью называется некий объект-заместитель, который в определённых условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причём имеет существенные преимущества удобства (наглядность, обозримость, доступность испытаний, лёгкость оперирования с ним и пр.).

Затем были осознаны модельные свойства чертежей, рисунков, карт – реальных объектов искусственного происхождения, воплощающих абстракцию довольно высокого уровня.

Следующий шаг заключался в признании того, что моделями могут служить не только реальные объекты, но и абстрактные, идеальные построения. Типичным примером служат математические модели. В результате деятельности математиков, логиков и философов, занимавшихся исследованием оснований математики, была создана теория моделей. В ней модель определяется как результат отображения одной абстрактной математической структуры на другую, также абстрактную, либо как результат интерпретации первой модели в терминах и образах второй.

В XX в. понятие модели становится всё более общим, охватывающим и реальные, и идеальные модели. При этом понятие абстрактной модели вышло за пределы математических моделей, стало относиться к любым знаниям и представлениям о мире.

Следует отметить, что споры вокруг такого широкого толкования понятия модели продолжаются и поныне. Рассмотрим аргументы, фигурирующие в таких спорах. Стоит ли понятие абстрактной модели распространять на такие формы научных знаний, как законы, гипотезы, теории? Сторонники положительного ответа на этот вопрос отмечают, что психологический барьер неприятия объясняется тем, что понятия гипотезы, закономерности, теории сформировались и установились в языке науки и философии значительно раньше, чем понятие модели. Эти понятия, будучи исторически первыми, воспринимаются и как логически первичные, причём в этой схеме модели отводится роль лишь вспомогательного средства. Однако при этом содержание понятия модели обедняется, неоправданно сужается. Дело в том, что классифицировать гипотезу или теорию как модель вовсе не означает подмену одного понятия другим или отождествление этих, безусловно, разных понятий. Модели могут быть качественно различными, они образуют иерархию, в которой модель более высокого уровня (например, теория) содержит модели нижних уровней (скажем, гипотезы) как свои части, элементы. Важно также, что признание идеальных представлений, научных построений, законов в качестве моделей подчёркивает их относительную истинность.

Другой вопрос, часто возникающий в спорах: не означает ли такое широкое толкование модели, что это понятие становится применимым ко всему и, следовательно, логически пустым? Этот вопрос даёт возможность обсудить некоторые особенности моделей. Во-первых, ещё раз отметим иерархичность моделей, поэтому применительно к разным объектам понятие модели может иметь разное содержание. Во-вторых, тот факт, что любой объект может быть использован как модель, вовсе не означает, что он не может быть ничем иным. Например, ботинок также может являться моделью его владельца (скажем, по запаху ботинка сыскная собака отыщет преследуемого; по состоянию ботинка можно судить о некоторых особенностях сложения и даже чертах характера его хозяина), но это не лишает смысла ни понятие «обувь», ни понятие «модель».

В-третьих, самые общие понятия совсем не являются логически пустыми: материя, движение, энергия, организация, система, модель.

Сначала в сфере научных дисциплин информационного, кибернетического, системного направления, а затем и в других областях науки модель стала осознаваться как нечто универсальное, хотя и реализуемое различными способами. Модель есть способ существования знаний.

В широком смысле под моделированиемследует понимать процесс адекватного отображения наиболее существенных сторон исследуемого объекта или явления с точностью, которая необходима для практических нужд. В общем случае моделированиемможно назвать также особую форму опосредствования, основой которого является формализованный подход к исследованию сложной системы.

Теоретической базой моделирования является теория подобия. Подобие – это взаимно однозначное соответствие между двумя объектами, при котором известны функции перехода от параметров одного объекта к параметрам другого, а математические описания этих объектов могут быть преобразованы в тождественные. Теория подобия даёт возможность установить наличие подобия или позволяет разработать способ его получения.

Таким образом, моделирование– это процесс представления объекта исследования адекватной (подобной) ему моделью и проведения экспериментов с моделью для получения информации об объекте исследования. При моделировании модель выступает и как средство, и как объект исследований, находящийся в отношении подобия к моделируемому объекту.

Иными словами, модель– это физическая или информационная система, представляющая собой объект исследования адекватно целям исследования.

Назначение моделей

Моделирование – неотъемлемый этап всякой целенаправленной деятельности. Целевой характер имеет любая деятельность человека, она всегда целесообразна, целенаправленна. Всякий процесс труда есть деятельность, направленная на достижение определённой цели. Цель – образ желаемого будущего, т.е. модельсостояния, на реализацию которого направлена деятельность.

Однако роль моделирования этим не ограничивается. Системность деятельности проявляется в том, что она осуществляется по определённому плану, или, как чаще говорят, по алгоритму. То есть алгоритм – образ будущей деятельности, её модель. В алгоритме моделируются все возможные ситуации, в зависимости от различных промежуточных значений параметров; возможные шаги деятельности не выполняются реально, а проигрываются на модели.

Моделирование возникает в таких сферах человеческой деятельности, как познание, общение, практическая деятельность. Человека (субъекта моделирования) могут интересовать: внешний вид, структура, поведение объекта моделирования. Цели и задачи моделирования влияют на выбор одного из этих трёх аспектов. Каждый аспект моделирования раскрывается через совокупность свойств.

Так, описание внешнего вида объекта сводится к перечислению его признаков. В языке эти признаки часто выражаются прилагательными: красивый, жёлтый, круглый, длинный и т.п.

Описание структуры обычно сводится к перечислению составных элементов объекта и указанию связи между ними. В языке эти элементы и связи часто выражаются именами существительными: электрон, протон, нейтрон, сила притяжения, энергетический уровень (при описании атома).

Поведение объекта характеризуется изменением его внешнего вида и структуры с течением времени в результате взаимодействия с другими объектами. В языке, как правило, оно выражается глаголами: сохраняется, развивается, укрупняется, перестраивается, преломляется, превращается и т.д.

Некоторые свойства можно охарактеризовать величинами, принимающими числовые значения. Например, единицами массы, длины, мощности и пр. В этом случае они называются параметрами.

Как правило, моделирование внешнего вида объекта необходимо для идентификации (узнавания) объекта (создание фоторобота преступника), долговременного хранения (фотография, портрет). Моделирование структуры объекта необходимо для её наглядного представления, изучения свойств объекта, выявления значимых связей, изучения стабильности объекта и пр. Поведением объекта назовем изменения, происходящие с ним с течением времени. Моделирование поведения необходимо для: прогнозирования, установления связей с другими объектами, управления, конструирования технических устройств и пр.

1.2. Виды моделей

Множественность моделей одного объекта обусловлена в частности тем, что для разных целей требуется строить (использовать) разные модели. Одним из оснований классификации моделей может быть соотнесение типов моделей с типами целей. Например, модели можно разделить на познавательные и прагматические.

Познавательные модели являются формой организации и представления знаний, средством соединения новых знаний с имеющимися. Поэтому при обнаружении расхождения между моделью и реальностью встаёт задача устранения этого расхождения с помощью изменения модели путём приближения модели к реальности.

Прагматические модели являются средством управления, средством организации практических действий, способом представления образцово правильных действий или их результата. Поэтому при обнаружении расхождения между моделью и реальностью встает задача устранения этого расхождения с помощью изменения реальности так, чтобы приблизить её к модели. Таким образом, прагматические модели носят нормативный характер, играют роль стандарта, образца, под которые «подгоняются» как сама деятельность, так и её результат.

Примерами прагматических моделей могут служить планы, программы действий, уставы организаций, кодексы законов, алгоритмы, рабочие чертежи и шаблоны, параметры отбора, технологические допуски, экзаменационные требования и т.п.

Различают физические и абстрактные модели. Физические модели образуются из совокупности материальных объектов. Для их построения используются различные физические свойства объектов, причём природа применяемых в модели материальных элементов не обязательно та же, что и в исследуемом объекте. Примером физической модели является макет.

Информационная (абстрактная) модель– это описание объекта исследований на каком-либо формальном языке. Абстрактность модели проявляется в том, что её компонентами являются понятия, а не физические элементы (например, словесные описания, чертежи, схемы, графики, таблицы, алгоритмы или программы, математические описания).

Информационные моделиописывают поведение объекта-оригинала, но не копируют его. Информационная модель – это целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта.

Среди информационных (абстрактных) моделей различают:

– дескриптивные, наглядные и смешанные;

– гносеологические, инфологические, кибернетические, сенсуальные (чувственные), концептуальные, математические.

Гносеологические моделинаправлены на изучение объективных законов природы (например, модели солнечной системы, биосферы, мирового океана, катастрофических явлений природы).

Инфологическая модель (узкое толкование) – параметрическое представление процесса циркуляции информации, подлежащее автоматизированной обработке.

Сенсуальные модели– модели каких-то чувств, эмоций, либо модели, оказывающие воздействие на чувства человека (например, музыка, живопись, поэзия).

Концептуальная модель– это абстрактная модель, выявляющая причинно-следственные связи, присущие исследуемому объекту и существенные в рамках определённого исследования. Основное назначение концептуальной модели – выявление набора причинно-следственных связей, учёт которых необходим для получения требуемых результатов. Один и тот же объект может представляться различными концептуальными моделями, которые строятся в зависимости от цели исследования. Так, одна концептуальная модель может отображать временные аспекты функционирования системы, иная – влияние отказов на работоспособность системы.

Математическая модель – абстрактная модель, представленная на языке математических отношений. Она имеет форму функциональных зависимостей между параметрами, учитываемыми соответствующей концептуальной моделью. Эти зависимости конкретизируют причинно-следственные связи, выявленные в концептуальной модели, и характеризуют их количественно.

Таким образом, модель– это специальный объект, в некоторых отношениях замещающий оригинал. Принципиально не существует модели, которая была бы полным эквивалентом оригинала. Любая модель отражает лишь некоторые стороны оригинала. Поэтому с целью получения больших знаний об оригинале приходится пользоваться совокупностью моделей. Сложность моделирования как процесса заключается в соответствующем выборе такой совокупности моделей, которые замещают реальное устройство или объект в требуемых отношениях.

Например, систему дифференциальных уравнений, описывающую переключательные процессы в элементах цифрового устройства, можно использовать для оценки их быстродействия (времени переключения), но нецелесообразно применять для построения тестов или временных диаграмм работы устройства. Очевидно, в последних случаях необходимо воспользоваться какими-либо другими моделями, например, логическими уравнениями.

Источник

Читайте также:  Верно ли утверждение что модель гордона предполагает создание страхового остатка денежных средств

Здоровый образ жизни (ЗОЖ) © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом!