Информационное моделирование и его виды

Министерство  образования и науки Республики Казахстан

Восточно-Казахстанский  государственный технический университет 

им. Д.Серикбаева 

Кафедра «Математическое и компьютерное моделирование» 
 
 
 
 
 
 

Реферат 

По предмету компьютерная обработка экономической  информации на тему: 

Информационное  моделирование. Виды информационных моделей 
 
 
 

Выполнил: ст. гр 08-БМ-1

Ким А.А.

                                                                        Проверил: Сыздыкпаева А.Р. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Усть-Каменогорск

2009

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение                                                                                                                   3

1. Объект, система, модель, моделирование                                                        5
2. Виды моделей. Информационная модель                                                        6
3. Этапы моделирования. Создание моделей                                                      9
4. Связи между объектами                                                                                   10

 

Заключение                                                                                                             11 

Список  литературы                                                                                                12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

       С точки зрения информатики, решение  любой производственной или научной  задачи описывается следующей технологической  цепочкой: «реальный объект - модель - алгоритм - программа - результаты - реальный объект». В этой цепочке очень важную роль играет звено «модель», как необходимый, обязательный этап решения этой задачи. Под моделью при этом понимается некоторый мысленный образ реального объекта (системы), отражающий существенные свойства объекта и заменяющий его в процессе решения задачи.

       Модель - очень широкое понятие, включающее в себя множество способов представления  изучаемой реальности. Различают  модели материальные (натурные) и идеальные (абстрактные). Материальные модели основываются на чем-то объективном, существующем независимо от человеческого сознания (каких-либо телах или процессах). Материальные модели делят на физические и аналоговые, основанные на процессах, аналогичных в каком-то отношении изучаемому. Между физическими и аналоговыми моделями можно провести границу и такая классификация моделей будет носить условный характер.

       Еще более сложную картину представляют идеальные модели, неразрывным образом  связанные с человеческим мышлением, воображением, восприятием. Среди идеальных  моделей можно выделить интуитивные модели, к которым относятся, но единого подхода к классификации остальных видов идеальных моделей нет. Такой подход является не вполне оправданным, так как он переносит информационную природу познания на суть используемых в процессе моделей - при этом любая модель является информационной. Более продуктивным представляется такой подход к классификации идеальных моделей:

       1. Вербальные (текстовые) модели. Эти  модели используют последовательности  предложений на формализованных  диалектах естественного языка для описания той или иной области действительности (примерами такого рода моделей являются милицейский протокол, правила дорожного движения, настоящий учебник).

       2. Математические модели - очень широкий  класс знаковых моделей (основанных  на формальных языках над конечными алфавитами), широко использующих те или иные математические методы. Например, математическая модель звезды. Эта модель будет представлять собой сложную систему уравнений, описывающих физические процессы, происходящие в недрах звезды. Математической моделью другого рода являются, например, математические соотношения, позволяющие рассчитать оптимальный (наилучший с экономической точки зрения) план работы какого-либо предприятия.

       3. Информационные модели - класс знаковых  моделей, описывающих информационные процессы (возникновение, передачу, преобразование и использование информации) в системах самой разнообразной природы.

       Граница между вербальными, математическими  и информационными моделями может  быть проведена весьма условно; возможно, информационные модели следовало бы считать подклассом математических моделей. В рамках информатики как самостоятельной науки, отдельной от математики, физики, лингвистики и других наук, выделение класса информационных моделей является целесообразным. Информатика имеет самое непосредственное отношение и к математическим моделям, поскольку они являются основой применения компьютера при решении задач различной природы: математическая модель исследуемого процесса или явления на определенной стадии исследования преобразуется в компьютерную (вычислительную) модель, которая затем превращается в алгоритм и компьютерную программу. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 ОБЪЕКТ, СИСТЕМА,  МОДЕЛЬ, МОДЕЛИРОВАНИЕ 

       Модель - это искусственно созданный объект, дающий упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении, отражающий существенные стороны изучаемого объекта с точки зрения цели моделирования. Моделирование - это построение моделей, предназначенных для изучения и исследования объектов, процессов или явлений.

       Объект, для которого создается модель, называют оригиналом или прототипом. Любая модель не является абсолютной копией своего оригинала, она лишь отражает некоторые его качества и свойства, наиболее существенные для выбранной цели исследования. При создании модели всегда присутствуют определенные допущения и гипотезы.

       Системный подход позволяет создавать полноценные  модели. Особенности системного подхода  заключаются в следующем. Изучаемый  объект рассматривается как система, описание и исследование элементов  которой не выступает как сама цель, а выполняется с учетом их места (наличие подзадач). В целом объект не отделяется от условий его существования и функционирования. Объект рассматривается как составная часть чего-то целого (сам является подзадачей). Один и тот же исследуемый элемент рассматривается как обладающий разными характеристиками, функциями и даже принципами построения. При системном подходе на первое место выступают не только причинные объяснения функционирования объекта, но и целесообразность включения его в состав других элементов. Допускается возможность наличия у объекта множества индивидуальных характеристик и степеней свободы. Альтернативы решения задач сравниваются в первую очередь по критерию "стоимость-эффективность".

       Создание  универсальных моделей - это следствие использование системного подхода. Моделирование (эксперимент) может быть незаменимо. С помощью компьютера возможен расчет интересующих исследователей параметров. Моделирование - исследование явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей - это основной способ научного познания. В информатике данный способ называется вычислительный эксперимент и основывается он на трех основных понятиях: модель - алгоритм - программа. Использование компьютера при моделировании возможно по трем направлениям:

       1. Вычислительное - прямые расчеты  по программе.

       2. Инструментальное - построение базы  знаний, для преобразования ее в алгоритм и программу.

       3. Диалоговое - поддержание интерфейса  между исследователем и компьютером. 
 
 
 

2 ВИДЫ МОДЕЛЕЙ.  ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ 

       Модель - общенаучное понятие, означающее как  идеальный, так и физический объект анализа. Важным классом идеальных  моделей является математическая модель - в ней изучаемое явление или  процесс представлены в виде абстрактных объектов или наиболее общих математических закономерностей, выражающих либо законы природы, либо внутренние свойства самих математических объектов, либо правила логических рассуждений.

       Границы между моделями различных типов  или классов, а также отнесение модели к какому-то типу или классу чаще всего условны. Наиболее распространенные признаки, по которым классифицируются модели:

       - цель использования; 

       - область знаний;

       - фактор времени; 

       - способ представления.

       По  целям использования выделяются модели учебные, опытные, имитационные, игровые, научно-технические.

       По  области знаний выделяются модели биологические, экономические, исторические, социологические и т.д.

       По  фактору времени разделяются  модели динамические и статические. Статическая модель отражает строение и параметры объекта, поэтому ее называют также структурной. Она описывает объект в определенный момент времени, дает срез информации о нем. Динамическая модель отражает процесс функционирования объекта или изменения и развития процесса во времени.

       Любая модель имеет конкретный вид, форму  или способ представления, она всегда из чего-то и как-то сделана или  представлена и описана. В этом классе, прежде всего, модели рассматриваются  как материальные и нематериальные.

       Материальные  модели - это материальные копии объектов моделирования. Они всегда имеют реальное воплощение, воспроизводят внешние свойства или внутреннее строение, либо действия объекта-оригинала. Материальное моделирование использует экспериментальный (опытный) метод познания.

       Нематериальное моделирование использует теоретический метод познания. По-другому его называют абстрактным, идеальным. Абстрактные модели, в свою очередь, делятся на воображаемые и информационные.

       Информационная  модель - это совокупность информации об объекте, описывающая свойства и состояние объекта, процесса или явления, а также связи и отношения с окружающим миром. Информационные модели представляют объекты в виде, словесных описаний, текстов, рисунков, таблиц, схем, чертежей, формул и т.д. Информационную модель нельзя потрогать, у нее нет материального воплощения, она строится только на информации. Ее можно выразить на языке описания (знаковая модель) или языке представления (наглядная модель).Одна и та же модель одновременно относится к разным классам деления. Например, программы, имитирующие движение тел. Такие программы используются на уроках физики (область знания) с целями обучения (цель использования). В то же время они являются динамическими, так как учитывают положение тела в разные моменты времени, и алгоритмическими по способу реализации.

       Форма представления информационной модели зависит от способа кодирования (алфавита) и материального носителя.

       Воображаемое (мысленное или интуитивное) моделирование - это мысленное представление об объекте. Такие модели формируются в воображении человека и сопутствуют его сознательной деятельности. Они всегда предшествуют созданию материального объекта, материальной и информационной модели, являясь одним из этапов творческого процесса.

       Вербальное  моделирование (относится к знаковым) - это представление информационной модели средствами естественного разговорного языка (фонемами). Мысленная модель, выраженная в разговорной форме, называется вербальной. Форма представления такой модели - устное или письменное сообщение. Примерами являются литературные произведения, информация в учебных пособиях и словарях, инструкции пользования устройством, правила дорожного движения.