Что такое смешанная модель в информатике
Знаковые модели. Словесные модели
Урок 2. Информатика 9 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Знаковые модели. Словесные модели»
К видам информационных моделей по способу представления относятся: образные модели, знаковые модели и смешанные модели. Образные
модели – это зрительные образы объектов, которые зафиксированы на каком-либо носителе. Примерами образных моделей являются рисунки в учебниках, фотографии, чертежи и так далее. Знаковые модели – это модели, которые представлены в виде текста, формул или программ на специальном языке программирования. К знаковым моделям относятся словесные описания, формулы в учебниках математики, физики и прочие. Смешанные модели – это модели, в которых одновременно используются образные и знаковые модели. Смешанные модели включают в себя таблицы, графики, диаграммы и так далее.
Сегодня мы рассмотрим словесные модели. Словесные модели – это описания предметов, явлений, событий, процессов на естественных языках. Естественный язык – это язык, предназначенный для общения людей. Важно, чтобы этот язык понимали все люди, участвующие в общении.
Существуют разнообразные стили словесных описаний. Различают разговорный и книжный стили. Разговорный стиль чаще всего используется в общении для передачи своих мыслей, эмоций, чувств, всего, что нас окружает (например, отдых на выходных с родителями или друзьями). Это происходит на одном из естественных языков (русский, английский и так далее). Таким образом, разговорный стиль служит для общения между людьми.
Книжный стиль можно разделить на подкатегории:
Сегодня на уроке мы более подробно рассмотрим художественный стиль. Он используется в произведениях художественной литературы. С помощью этого стиля автор воздействует на чувства и воображение читателя, передаёт свои чувства, мысли, использует все богатство лексики. После прочтения, человек анализирует литературное произведение, выделяет в нем объекты и их свойства, отношения между героями, связи между событиями и так далее.
Например «Какая прекрасная пора — зима! Закружило, завьюжило. Морозы сковали водоёмы. Застыли берёзы в белоснежной бахроме, поблёскивают мохнатые шапки на соснах, искрятся припорошённые снегом шишки на ветвях елей. Кругом студёная тишь. Кусается морозный воздух. Снежный покров надёжно укрыл землю. Выходишь из елового сумрака — дух захватывает: такое сияние снега, неба, солнца! Просто чудо!».
В данном тексте мы можем видеть, как автор старается передать все свои эмоции и чувства по отношению к этой поре года.
Или же ещё один пример:
· Ты красива, как фотомодель!
· Ты ленивый словно тюлень!
· Ты покраснела как рак!
· По небу плыли белые, как сахарная вата, облака.
· Этот холм будто дворец, возведённый самой природой.
В данных высказываниях используются сравнения.
Третий пример основывается на использовании инверсий. Инверсия – это использование обратного порядка слов для усиления тех или иных фрагментов и придания словам особой стилистической окраски.
· Боязнь потери к темной стороне привести может.
· Решать сам буду, кого в обучение брать.
· Если раз ступишь на тёмную тропу, навсегда она твою судьбу определит.
Как говорилось ранее, словесные модели – это описания предметов, явлений, событий, процессов на естественных языках.
Сам же естественный язык, предназначенный, прежде всего, для повседневного общения, имеет целый ряд своеобразных черт:
· Многозначность – почти все слова имеют не одно, а несколько значений;
· Использование слов в прямом и переносном смысле;
· Использование синонимов, омонимов и пр.
Это всё придаёт общению выразительность, но вместе с тем мешает при создании многих информационных моделей, где нужна точность и однозначность.
· Знаковые модели – это модели, которые представлены в виде текста, формул или программ на специальном языке программирования.
· Словесные модели – это описания предметов, явлений, событий, процессов на естественных языках.
· Естественный язык – это язык, предназначенный для общения людей.
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.
Информатика
Обложка урока взята с источника.
Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов
Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы
План урока:
Что общего в формулах из физики, математики? (Знаки, символы).
А чем похожи и чем отличаются тексты на русском языке и программа на компьютерном языке?
Общее – в обоих случаях информационная модель выражается при помощи знаков. Отличаются набором символов или языком.
Информационные (знаковые) модели, виды
Знаковые модели – выражены при помощи различных знаков.
Примеры знаковых моделей: формулы, компьютерные программы, тексты.
В небольшом объеме знаков помещается значительный блок информации (данные, объекты, процессы или явления). Одна формула может выражать зависимость одних величин от других, а в одном абзаце текста можно описать целую историю.
Посмотрите на эту небольшую таблицу. В ней поместилось словесное описание алгоритма работы, срок выполнения – план работы мастеру на 11 дней. Все предельно ясно, понятно и удобно. Это пример практического использования одного из видов схемно-знаковой модели.
В отличие от знаковых, образные модели представляют собой визуальный источник информации. Примеры образной модели: фото, изображения, чертежи). Из них можно получить определенную информацию.
А теперь вы оглянитесь вокруг и сами приведите примеры образных информационных моделей в нашем классе (например: плакаты, расписание работы кабинета, схема пожарной эвакуации).
Без рисунков воспринимать информацию сложно, поэтому, чистая знаковая модель обучения используется редко – серая простыня текста или сплошные формулы будут усваиваться в несколько раз медленнее, чем, текст «разбавленный» картинками, таблицами, схемами (образно-знаковая модель). Поэтому, самыми распространенными являются модели смешанного типа.
На этом примере уже не просто описание проблемной ситуации, а сразу сроки и все это как в текстовом виде, так и в визуальном.
Смешанными называются модели, в которых есть знаковые и образные объекты. Хорошим примером таких моделей является энциклопедия – множество рисунков, фото, графиков, диаграмм, с текстовыми блоками.
Один вид моделей может дополнять другой. Образно-знаковая модель – это когда на картинке изображено то, что описано словами, в текстовом виде описана зависимость, показанная в формуле. Удобно выбирать тот тип моделей, которые более емкий в плане данных, пример образной информационной модели – введение написано словами, а классификация в виде схемы, строение сложной детали на чертеже с замерами.
Словесные описания
А что вы чаще встречаете в жизни: формулы или текст?
Да, нас везде окружают словесные описания: газеты, журналы, интернет-статьи, объявления. А это только письменные знаковые модели, а ведь еще есть устные – это наша речь, которая позволяет передавать информацию, эмоции, мысли и чувства, описать ситуации.
Языки, их виды, особенности
Какие языки описания ситуаций вы знаете? (Русский, немецкий, английский).
Что характерно для всех естественных языков на Земле?
Приведите примеры омонимов, синонимов.
Необычные языки
А существуют языки не для общения? Языки программирования, нотная грамота.
А какие необычные языки вы еще знаете?
Интересно. Известны случаи, когда мертвый язык снова «оживал», переходя в устную речь. Наиболее известный вариант – иврит, но есть еще несколько других древних языков, которыми снова начали разговаривать.
Искусственная речь
Искусственные языки: универсалглот, воляпюк, эсперанто (наиболее удачный и распространенный вариант), клингонский, ложбан, интерлингво. Их создатели мечтали придумать речь, которую бы понимали все люди Планеты Земля, которые бы позволили создать гибкую модель смешанного обучения. Некоторые языки были придуманы поклонниками определенного стиля фентези или даже известного сериала. Разработан даже язык для общения с пришельцами!
Существуют также несловесные языки – азбука Брайля, жестовые языки для глухих.
Многие из вас слышали необычную разговорную речь. Это сленг или жаргон, характеризуется нелитературными словами, специфичными для определенного круга людей. Он бывает артистичный, армейский, молодежный, тюремный.
Стили речи
Научные книги – отличный примеры смешанной информационной модели: энциклопедия растений, по медицине, справочник по математике, лекарственных растений.
К литературному стилю относят: сказки, фантастические повести, детективные истории.
Ведь все эти книги, произведения написаны русским языком? Можно сказать, что тексты во всех случаях похожи? Нет, конечны. Ведь они выглядят, звучат совершенно по-разному. Несут совершенно разный посыл. А все потому, что материал в этих источниках написан различными стилями.
Большинство литературы написаны книжным стилем, но в первом случае используется научный стиль, а во втором – художественный. А общаемся мы, используя разговорный стиль речи.
Посмотрите на себя в зеркало и в 2 предложениях сделайте словесное описание внешности.
А книжный язык универсальный для любовного романа и сборника задач по физике? Конечно нет, для каждой функции нужен свой стиль.
В книгах чаще всего встречаются 2 стиля: научный и художественный. Думаю, вам легко будет рассказать, для чего и когда каждый из них используется.
Научный – для описания каких-то реальных или предполагаемых научных явлений, процессов, объектов. Тогда как художественный стиль описывает существующие явления, процессы, объекты, несуществующие (фантастические), щедро дополняя все эмоциями и выдумкой.
А сейчас мы определимся, какие качества характерны для каждого из стилей.
Для научного – лаконичность, логичность, четкость, доказуемость, использование фактов, сухость. Обязательным признаком такого текста будут слова-профессионализмы.
Профессионализмы – специфические термины, характерные для определенной сферы, направления или профессии. Фермеры используют слова протравка, окуривание. Журналисты – накладка, опечатка, фейк, утка, фитиль, полоса. Строители – обвалка, утяжка, усадка.
Художественный стиль направлен на передачу эмоций, он красочно описывает происходящее в сюжете, максимально задействуя все чувства читателя, его воображение. Поэтому, в таких текстах много красочных сравнений, оборотов. Все возможности лексики используются для описания героев, их внешности, их мыслей и чувств, взаимоотношений друг с другом, различных счастливых и драматических событий.
Посмотрите на эти 2 примера художественных описаний:
Что вы можете о них сказать?
Первый – щедро усыпан красочными, эмоциональными сравнения и прилагательными. Читая такой текст, читатель словно чувствует, как печет солнце, по телу стекают капли, а царапины пекут и ноют от боли. Плюс, в этом абзаце поместилась целая история.
А во втором случае все лаконично, никакого сюжета, только эмоция, ощущения главного героя, а из-за чего они возникли, непонятно. Автор использовал впечатляющие метафоры, которые позволили усилить эффект во много раз.
Метафоры – фразы в переносном смысле.
Интересно! Чтобы придать необычность тексту, используют такие нестандартные приемы:
написание фигурных стихов (строки и слова воздают различные фигуры – каллиграмма, стихографика);
Временная классификация информационных моделей
По тому, какой промежуток отображает модель, показывает ли она динамику какого-то процесса, словесные или смешные модели делят на статистические и динамические.
Статистические показывают что-то в один момент времени. Например, снимок зубов ребенка – зубной ряд, расположение и состояние клыков, резцов, передних, премоляров и моляров. Это образная информационная модель без динамики.
Динамические отображают изменение чего-либо в определенный временной отрезок. Для примера подойдет стоматологическая карточка школьника – в ней собранна информация за несколько лет. По рентгенологическим снимкам, описаниям, замерам можно отследить, как менялись зубы, какие выпадали и росли, когда это происходило, все проведенные манипуляции. Данные представлены в разных видах (мультипликативная смешанная модель), а на основании указанного в карте можно на компьютере сделать 3D видео модель челюсти, которое покажет, как происходит рост и изменение всего зубного ряда.
Информационные (словесные) модели
При помощи слов можно сделать описания предметов, ситуаций.
Наиболее часто слова используют для словесного описания:
А теперь давайте решим, что ваши примеры описывают (событие, процесс, предмет, ситуацию, объект).
В информационной модели есть все нужные для определенного случая данные, свойства. Очень показательная для примера каталожная карточка товара (пластилин детский).
Описание товара идет скорее для создания привлекательности для потенциального покупателя. А дальше – примитивная карточка продукта с краткими характеристиками (для какого возраста подходит, количество цветов и т.п.). Название величины, характеристики, свойства выражено при помощи словесного описания, а значения знаковые, как числами, так и словами.
Табличное выражение информации
Одним из самых удобных способов выразить разнотипную информацию является таблица. Такой тип информационной модели используют во всех областях. Особенно удобны табличные модели при большом количестве однотипных объектов – на складах, в магазинах. Незаменимо табличное представление во всех точных науках, когда нужно выразить функции, расписать зависимость величин.
Таблица представляет собой прямоугольную конструкцию, состоящую из строк и столбцов. Ничего не напоминает? Да, в Excel используются такие формы.
Мы постоянно сталкиваемся с табличной формой подачи информации. Это расписание транспорта, уроков, рецепты, периодическая таблица элементов.
Нас окружают объекты, которые имеют как подобные, так и различные свойства. Если у группы объектов общие свойства, их можно выделить в отдельную группу, вид, класс. Что приходит на ум? Да, школьный класс. Какие у вас общие свойства? Возраст, группа здоровья, учебная программа (есть математические, гуманитарные классы). А еще в прошлом столетии, классы отличались по половому признаку – были женские и мужские.
Большие группы делятся на меньшие. Получается иерархическая структура, она чем-то напоминает дерево. Хороший пример иерархии – древо рода.
Объекты в иерархической структуре размещены по уровням – нижние элементы входят в состав в верхние. Чаще всего такие модели изображают как графы. Графы – математические конструкции с множеством вершин, которые попарно соединены между собой ребрами.
Так графически можно описать сетевое соединение компьютеров в классе, структуру сети Интернет, телефонные линии.
Творческое задание:
Возьмите фото из журнала или газеты и:
Информационные модели
Что такое информационная модель
Информационная модель является моделью объекта в виде информации, содержащей описание существенных в каждом конкретном случае параметров и переменных, связей между ними, а также входов и выходов для данных, при подаче на которые можно влиять на получаемый результат.
С развитием человечества возникает потребность структурировать и оптимизировать объем накопленных данных, а также найти возможности для их эффективного использования. Ключевым фактором в данном вопросе является информационная модель, которая представляет собой один из инструментов планирования.
Информационная модель неосязаема, ее нельзя наблюдать. Отсутствие материального воплощения объясняется построением модели только на основе информации, в том числе характеристики:
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
С учетом перечисленных параметров можно представить описание информационной модели, что является самым первым шагом проработки. Полноценная информационная модель, как правило, представляет собой сложную разработку с множеством структур разных типов:
Важным составным компонентом являются данные, а также их структура и процесс обработки. С помощью информационной модели описывают суть рассматриваемого объекта и нужные для его исследования процедуры. Более полное описание дополняют переменными, замещающими атрибут цели, находящейся в проработке. В данном случае ценность приобретает структура модели.
В качестве примера можно рассмотреть веник и инструкцию по его эксплуатации. Описание предмета и пояснения представляют собой информационную модель для уборщика. С другой стороны, характеристики и технология производства веника является информационной моделью и алгоритмом, согласно которому его изготавливают.
В документации отражены наиболее важные свойства предмета. В реальных условиях информационная модель представляет собой лишь приблизительное описание. Таким образом, полученные данные, необходимые для познания действительности, являются относительно истинными.
При формировании информационной модели особое внимание уделяют точности данных. Чем ближе они к реальным характеристикам, тем выше эффективность использования модели. Процесс по ее созданию состоит из нескольких стадий:
Классификация моделей
Исследователь может изучать физический или идеальный объект анализа. Таким образом, в процессе используют определенные подходы для исследования предметной области.
Согласно способу описания, выделяют следующие модели:
Особенности конструирования переменных позволяют группировать модели, таким образом:
Основными видами информационных моделей являются:
Исходя из того, что модели представляют собой комплекс информации, они нередко характеризуют состояние и свойства объекта, явления, процесса и то, как они взаимодействуют с окружающей средой. В зависимости от представления и выражения выделяют два типа моделей:
Классификационные признаки информационных моделей:
Модели отличаются по сфере применения:
Исходя из временного фактора, выделяют следующие модели:
В зависимости от отрасли знаний модели бывают:
По форме представления модели группируют таким образом:
Основными типами информационных моделей являются:
По мере увеличения объема данных усложняется описание информационной модели. В связи с этим, требуется найти баланс между точностью и функциональностью при планировании модели. Упростить задачу помогут заблаговременная постановка целей для проработки и определение глубины их разбора.
Образная и вербальная информационная модель
Вербальными информационными моделями называют такие модели, которые были сформированы по итогам раздумий или умозаключений.
Вербальные модели могут существовать в виде мысли или выражаться с помощью слов.
В качестве примера можно привести поведение человека, переходящего улицу. В начале пути он анализирует смешанную ситуацию на проезжей части и вырабатывает собственную модель поведения. При правильном моделировании ситуации переход будет безопасным. В противном случае, есть вероятность возникновения аварии. К вербальным моделям относят идеи, которые возникли у изобретателя, музыкальные темы, придуманные композитором, рифмы, сформулированные поэтом.
Знаковая или образная модель представляет собой определенный тип информационной модели, которая выражена в форме специальных знаков, то есть средств какого-либо формального языка.
Знаковые модели можно встретить повсеместно. Такая форма характерна для рисунков, текстов, графиков и схем.
Существует связь между вербальными и образными моделями. Например, мысль, сформированная в голове у человека может быть облечена в знаковую форму. Возможна и обратная ситуация, когда образная модель помогает сформировать в сознании верный мысленный образ или теорию. Согласно легенде, яблоко, которое упало на голову Ньютону, натолкнуло ученого на мысль о земном притяжении. Затем эта идея была трансформирована в знаковую форму, то есть закон Ньютона.
Образные модели бывают следующих типов:
Классификация знаковых информационных образцов:
Примеры использования информационных компьютерных моделей
Информационная модель является важным и полезным инструментом при условии правильного применения. В процессе разработки сложных систем таких, как программное обеспечение, модели помогают проработать ключевые технические вопросы и исключить возможные неточности.
Информационные модели применяют повсеместно, включая точные науки такие, как алгебра, геометрия, физика, астрономия и другие предметные области. Для удобства понятие заменяют другими терминами, к примеру, инструкция для телефона, плиты, автомобильного аккумулятора, велосипеда и другие.
Также ярким примером являются технологии производства тракторов, вертолетов, автомобильного транспорта, деталей, конструкций и прочих товаров. Информационные модели нашли широкое применение в быту и промышленности. По причине повышенного уровня сложности процессов и участия в них большого количества людей понятие информационной модели чаще можно встретить в коммуникациях промышленной отрасли.
Создание информационной модели состоит из последовательных этапов. Например, можно рассмотреть клавиатуру. Можно сформулировать пару вопросов, которые заинтересуют пользователя. К ним относятся описание и настройка оборудования. Производитель указывает в аннотации к товару его преимущества, подкрепляя их анализом передовых технологий, используемых в производстве, экологическую безопасность и прочие достоинства. С другой стороны, требуется проработать вопросы относительно настройки клавиатуры. Решить их можно путем создания вкладышей в инструкции, которые иллюстрируют схему подключения устройства к компьютеру. В дополнении нередко прилагают ремкомплект и инструкцию с описанием действий при ремонте оборудования. В результате будет сформирована информационная модель для клавиатуры.