Что такое натурная модель в информатике
Натурные и информационные модели
Вы будете перенаправлены на Автор24
Интуитивное и абстрактное восприятие
Способы восприятия внешнего мира человеком можно разделить на:
Интуиция — способность человека понимать смысл событий, ситуаций, объектов посредством подсознательного вывода, основанного на предшествующем опыте, воображении. Иными словами, это проницательность, «чутьё».
Рисунок 1. Дегустаторы вина за работой. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
При интуитивном постижении мира основанием для мыслительной деятельности являются ощущения, рефлексы, эмоции. Этот способ высшей нервной деятельности роднит человека с животными, которые больше доверяют своим ощущениям, чем логическим умозаключениям, хотя и логическая деятельность некоторым животным не чужда. Интуитивные модели познания, несмотря на присущую им субъективность, эффективны при экспертных оценках, т.е. оценках, основанных на опыте. Они важны, например, в работе дегустаторов. Интуитивное постижение мира свойственно деятелям культуры музыкантам, писателям, художникам и др.
Абстрактное мышление, напротив, позволяет в мыслительной деятельности отвлечься от субъективных (присущих конкретному индивиду) переживаний и выделить в наблюдаемом мире полезные закономерности. При этом часть информации, полученная в виде ощущений, теряется, зато появляется возможность описывать видение мира с помощью знаковых систем.
Готовые работы на аналогичную тему
В связи с вышесказанным, модели, помогающие понять окружающий мир, можно классифицировать как:
Рассмотрим их последовательно.
Натурные модели
Натурные модели применяют там, где для описания оценки окружающей обстановки важна полнота ощущений. Их удобно использовать там, где важно ориентироваться на какой-либо образец. Например, среди доказательств теоремы Пифагора есть варианты, где используются не формулы, а переливающаяся между сосудами соответствующих объемов жидкость.
Рисунок 2. Физическое доказательство теоремы Пифагора. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В качестве примеров натурных моделей можно назвать игрушки, манекены, макеты, фотографии и т.д. Натурные модели-тренажеры применяют при подготовке летчиков, водителей и т.д. На них отрабатываются методы решения профессиональных проблем. Это позволяет избежать излишних материальных затрат, связанных с порчей дорогостоящего оборудования, поскольку тренажеры всегда дешевле, чем реальные устройства (самолеты, поезда, танки и т.п.).
Различают также модели-эрзацы, такие, как протезы, выполняющие функции настоящих органов или экзоскелеты, усиливающие возможности человеческого организма.
Свойством аналоговых (натурных) моделей является непрерывность: в них трудно выделить четко описываемые составные части. Примерами непрерывных моделей можно считать математические функции и графики.
Информационные модели
Как уже отмечено, при абстрагировании человеческое мышление способно формировать символьное, знаковое описание действительности. Потери информации при этом таковы, что их можно считать несущественными для практической деятельности. Например, покупатель, приобретая литровую упаковку молока, не задумывается о деталях производства и доставки этого продукта (абстрагируется от них), хотя товаровед и дегустатор могут сообщить об этом товаре много дополнительных экспертных данных, проанализировав внешний вид, вкус и запах.
Таким образом, информационные модели, в отличие от натурных, всегда предполагают детализацию полученных ощущений в ущерб достоверности. Без этого невозможно формирование символьных (знаковых) систем.
Рисунок 3. Нотная запись как музыкальный алфавит. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Знаковые информационные модели называют также дискретными, поскольку информация в них представлена в посредством набора раздельных символов (алфавита) и формируемого на их основе языка. При этом языки делятся на:
Формализованные языки имеют фиксированный набор лексических единиц и строгий синтаксис фраз. Этим обеспечивается однозначность трактовки и исполнения сформулированных указаний. Примерами моделей, создаваемых посредством формализованных языков, служат математические описания, записи шахматных партий, нотная запись музыки.
Формализованные языки позволяют реализовывать информационные модели в виде компьютерных программ и двоичных данных, поскольку любой конечный алфавит можно преобразовать в цифровую, и, в конечном итоге, в двоичную форму записи.
Учитель информатики
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
§ 9. Информационное моделирование
Информатика. 6 класса. Босова Л.Л. Оглавление
Модели объектов и их назначение
Стремясь познать объекты окружающего мира, человек взаимодействует с существующими объектами и создаёт новые объекты.
Одним из методов познания объектов окружающего мира является моделирование, состоящее в создании и исследовании «заместителей» реальных объектов. «Объект-заместитель» принято называть моделью, а исходный объект — прототипом или оригиналом.
Например, в разговоре мы замещаем реальные объекты их именами, оформители витрин используют манекен — модель человеческой фигуры, конструкторы строят модели самолётов и автомобилей, а архитекторы — макеты зданий, мостов и парков. Моделью является любое наглядное пособие, используемое на уроках в школе: глобус, муляж, карта, схема, таблица и т. п. (рис. 23).
Что общего у всех моделей? Какими свойствами они обладают?
Во-первых, модель не является точной копией объекта-оригинала: она отражает только часть его свойств, отношений и особенностей поведения. Например, на манекен можно надеть костюм, но с ним нельзя поговорить. Модель автомобиля может быть без мотора, а макет дома — без электропроводки и водопровода.
Во-вторых, поскольку любая модель всегда отражает только часть признаков оригинала, то можно создавать и использовать разные модели одного и того же объекта. Например: мяч может воспроизвести только одно свойство Земли — её форму; обычный глобус отражает, кроме того, расположение материков; а глобус, входящий в состав действующей модели Солнечной системы, — ещё и траекторию движения Земли вокруг Солнца.
Чем больше признаков объекта отражает модель, тем она полнее. Однако отразить в модели все свойства объекта-оригинала невозможно, а чаще всего и не нужно. Ведь при создании модели человек, как правило, преследует вполне определенную цель и стремится наиболее полно отразить только те признаки объектов, которые кажутся ему важными, существенными для реализации этой цели. Если, например, модель самолёта создается для коллекции, то в ней воспроизводится внешний вид самолета, а не его лётные характеристики.
От цели моделирования зависят требования к модели: какие именно признаки объекта-оригинала она должна отражать.
Отразить в модели признаки оригинала можно одним из двух способов.
Во-первых, признаки можно скопировать, воспроизвести. Такую модель называют натурной (материальной). Примерами натурных моделей являются муляжи и макеты — уменьшенные или увеличенные копии, воспроизводящие внешний вид объекта моделирования (глобус), его структуру (модель Солнечной системы) или поведение (радиоуправляемая модель автомобиля).
Во-вторых, признаки оригинала можно описать на одном из языков кодирования информации — дать словесное описание, привести формулу, схему или чертёж. Такую модель называют информационной.
Модели используются человеком для:
Разнообразие информационных моделей
Объект-оригинал можно заменить набором его признаков.
Набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемом объекте или процессе, называют информационной моделью.
В таблице 2 приведён пример информационной модели дачного дома — карточки из каталога, по которому заказчик строительной компании может выбрать подходящий проект. Каждая карточка в каталоге содержит величины и их значения, определяющие свойства дома.
Все названия свойств в информационных моделях — это всегда знаковые элементы, потому что название может быть выражено только знаками. А вот значения величин могут нести как знаковую, так и образную информацию. Например, в таблице 2 значение величины «внешний вид» выражено образным элементом (рисунком), а значения остальных величин выражены с помощью знаков (цифр, букв).
Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме. По способу представления различают следующие виды информационных моделей — рис. 24.
Образные информационные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (например, на бумаге).
Много информации дают специалистам полученные со спутников фотографии поверхности Земли (рис. 25).
Широко используются образные информационные модели в образовании (иллюстрации в учебниках (рис. 26), учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии, палеонтологии и др.).
Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста на естественном языке, формулы (например, площади прямоугольника S = axb) или программы на специальном языке программирования и т. д.
В смешанных информационных моделях одновременно используются образные и знаковые элементы.
Примерами смешанных информационных моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и пр. На рисунке 27 приведён пример модели одноклеточной водоросли хламидомонады. Нарисованные части водоросли — образные элементы этой модели, а надписи снизу и справа от рисунка — знаковые элементы.
Самое главное
Модель — это объект, который используется в качестве «заместителя», представителя другого объекта (оригинала) с определённой целью. Модель не является точной копией объекта-оригинала: она отражает только часть его свойств, отношений и особенностей поведения. Можно создавать и использовать разные модели одного и того же объекта.
Процесс создания и использования модели называют моделированием.
Различают натурные и информационные модели. Натурные модели — реальные предметы, в уменьшенном или увеличенном виде воспроизводящие внешний вид, структуру или поведение объекта моделирования.
Набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемых объектах и процессах, называют информационной моделью.
Урок 11
Понятие модели.
Назначение и свойства моделей.
Графические информационные модели
Содержание урока
Что такое моделирование. Натурные и информационные модели
Любая модель воспроизводит только те свойства оригинала, которые понадобятся человеку при ее использовании. Например, манекен и производственного робота можно назвать моделями человека. Манекен нужен для того, чтобы на него можно было надеть одежду для рекламы или для удобства работы портного, но способности ходить, мыслить или разговаривать от него не требуется. Поэтому манекен должен воспроизводить лишь форму и размер человеческого тела.
Свойства объекта, отраженные в модели, зависят от цели моделирования. Модели одного и того же объекта будут разными, если они создаются для разных целей.
Что такое моделирование. Формализация
