Моделирование и формализация
💻 Информатика · 8 класс
Модели, формализация, информационные модели.
Моделирование и формализация
Модель — это упрощённое представление реального объекта, процесса или явления, которое сохраняет важные для исследования свойства и отбрасывает несущественные. Глобус — модель Земли, чертёж — модель будущего здания, формула пути — модель движения тела. Изучать модель часто проще, дешевле и безопаснее, чем сам оригинал, поэтому моделирование широко применяют в науке и технике.
Зачем нужны модели
К моделям прибегают, когда сам оригинал по каким-то причинам недоступен для прямого изучения. Объект может быть слишком далёким (другая планета), слишком большим или слишком малым (галактика или атом), опасным (взрыв, эпидемия) или ещё не созданным (проект моста, новый самолёт). Во всех этих случаях исследуют модель. Важно понимать: у одного объекта может быть много разных моделей, и каждая выделяет лишь те его стороны, которые нужны для конкретной цели.
Виды моделей
| Вид модели | Что это | Пример |
|---|---|---|
| Натурная (материальная) | Физическая уменьшенная копия | Глобус, макет здания |
| Информационная | Описание свойств и связей | Чертёж, формула, таблица |
Информационные модели различают по форме представления: они бывают словесными, математическими (в виде формул), табличными, графическими (схемы, графики, рисунки) и в виде графов.
Формализация
Формализация — это переход от расплывчатого словесного описания к точному, выраженному на языке знаков, чисел или формул. Именно формализованную модель можно ввести в компьютер и выполнить с ней расчёты, ведь машина понимает только строгие однозначные правила.
Задача: автомобиль движется со скоростью 60 км/ч.
Словесно: пройденный путь зависит от времени в пути.
Формализация: s = v · t, где v = 60
Получаем модель: s = 60 · t
При t = 2 ч: s = 60 · 2 = 120 кмГрафы и таблицы как модели
Связи между объектами удобно изображать графом — набором точек-вершин, соединённых линиями-рёбрами. С помощью графов рисуют схемы дорог между городами, родственные связи, структуру сайта. А числовые данные, которые зависят от нескольких признаков, удобно представлять в виде таблицы. Выбор формы модели зависит от того, что именно требуется изучить.
Частые ошибки. Модель не обязана повторять оригинал во всех мелочах — она специально упрощена и хранит только важное. Для разных целей у одного объекта строят разные модели, и это нормально. И не путайте формализацию с обычным пересказом: формализация — это перевод описания на точный язык знаков и формул.
Кратко о главном
- Модель — упрощённый заменитель объекта, сохраняющий важные свойства.
- Модели бывают натурные (материальные) и информационные.
- Информационные модели: словесные, математические, табличные, графические.
- Формализация — переход к точному знаковому описанию объекта.
- Графы и таблицы — удобные виды информационных моделей.