Tes pada topik "Pemodelan dan formalisasi"
1. Apa yang dimaksud dengan atribut objek?
Representasi objek dunia nyata menggunakan serangkaian karakteristik tertentu yang penting untuk memecahkan masalah informasi tertentu.
Abstraksi objek dunia nyata digabungkan karakteristik umum dan perilaku.
Hubungan antara suatu benda dan ciri-cirinya.
Setiap karakteristik individu umum untuk semua contoh yang mungkin
2. Pilihan jenis model tergantung pada:
Sifat fisik benda tersebut.
Tujuan objek.
Tujuan dari objek penelitian.
Entitas informasi objek.
3. Apa itu model informasi obyek?
Suatu objek material atau imajinasi mental yang menggantikan objek aslinya dalam proses penelitian dengan tetap mempertahankan sifat-sifat paling esensial yang penting bagi objek tersebut penelitian ini.
Deskripsi formal suatu objek dalam bentuk teks dalam beberapa bahasa pengkodean yang berisi semua informasi yang diperlukan tentang objek tersebut.
Alat perangkat lunak yang mengimplementasikan model matematika.
Deskripsi atribut objek yang penting untuk tugas yang sedang dipertimbangkan dan hubungan di antara mereka.
4. Tentukan klasifikasi model dalam arti sempit:
Alami, abstrak, verbal.
Abstrak, matematika, informasional.
Matematika, komputer, informasi.
Verbal, matematika, informasional
5. Tujuan pembuatan model informasi adalah:
Memproses data tentang suatu objek dunia nyata, dengan memperhatikan hubungan antar objek.
Memperumit model, dengan mempertimbangkan faktor tambahan yang telah diberitahu sebelumnya.
Studi objek berdasarkan eksperimen komputer dengan model matematikanya.
Mewakili suatu objek sebagai teks pada beberapa bahasa buatan, dapat diakses oleh pemrosesan komputer.
6. Model manakah yang statis (menggambarkan keadaan suatu benda)?
Rumus gerak dipercepat beraturan
Rumus reaksi kimia
Rumus kimia
hukum kedua Newton.
7. Formalisasi adalah
Tahap transisi dari deskripsi bermakna tentang hubungan antara fitur-fitur yang dipilih dari suatu objek ke deskripsi menggunakan beberapa bahasa pengkodean.
Menggantikan suatu benda nyata dengan suatu tanda atau sekumpulan tanda.
Transisi dari masalah fuzzy yang muncul dalam kenyataan ke model informasi formal.
Identifikasi informasi penting tentang objek.
8. Teknologi informasi disebut
Suatu proses yang ditentukan oleh seperangkat cara dan metode pemrosesan, pembuatan, perubahan keadaan, sifat, dan bentuk suatu bahan.
Mengubah keadaan awal suatu objek.
Suatu proses yang menggunakan seperangkat cara dan metode untuk memproses dan mengirimkan informasi primer dengan kualitas baru keadaan objeknya, proses atau fenomena.
Keseluruhan tindakan tertentu bertujuan untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan.
9. Model materialnya adalah:
1. Model anatomi;
2. Deskripsi teknis komputer;
3. Menggambar diagram fungsional komputer;
4. Program dalam bahasa pemrograman.
10. Apa yang dimaksud dengan model informasi komputer?
Representasi suatu objek dalam bentuk tes dalam beberapa bahasa buatan yang dapat diakses oleh pemrosesan komputer.
Seperangkat informasi yang mencirikan sifat dan keadaan suatu objek, serta hubungannya dengan dunia luar.
Model dalam mental atau bentuk sehari-hari, diimplementasikan di komputer.
Sebuah metode penelitian yang berkaitan dengan komputasi.
11. Eksperimen komputer terdiri dari serangkaian tahapan:
Pilihan metode numerik- pengembangan suatu algoritma - eksekusi suatu program di komputer.
Konstruksi model matematika - pemilihan metode numerik - pengembangan algoritma - eksekusi program di komputer, analisis solusi.
Pengembangan model - pengembangan algoritma - implementasi algoritma dalam bentuk perangkat lunak.
Konstruksi model matematika - pengembangan algoritma - eksekusi program di komputer, analisis solusi.
№ pertanyaan
№ menjawab
Pemodelan adalah metode memahami dunia sekitar, yang dapat dikaitkan dengan metode ilmiah umum, diterapkan baik secara empiris dan tingkat teoritis pengetahuan. Saat membangun dan mempelajari suatu model, hampir semua metode kognisi lainnya dapat digunakan.
Model (dari bahasa Latin modulus - ukuran, sampel, norma) dipahami sebagai objek material atau imajinasi mental yang, dalam proses kognisi (studi), menggantikan objek aslinya, dengan tetap mempertahankan beberapa ciri khasnya yang penting untuk ini. belajar. Proses membangun dan menggunakan model disebut pemodelan.
Dalam analisis sistem, pemodelan dianggap sebagai metode utama pengetahuan ilmiah, terkait dengan peningkatan metode memperoleh dan mencatat informasi tentang objek yang diteliti, serta perolehan pengetahuan baru berdasarkan eksperimen model. Saat ini, sebagian besar model dikembangkan dengan menggunakan teknologi komputer dan teknologi komputer, model tersebut dikembangkan dengan menggunakan program atau dapat bertindak sebagai program.
Saat membangun model, peneliti selalu berangkat dari tujuan yang ditetapkan dan hanya memperhitungkan faktor yang paling signifikan untuk mencapainya. Oleh karena itu, model apa pun tidak identik dengan objek aslinya dan, oleh karena itu, tidak lengkap, karena ketika membangunnya, peneliti hanya memperhitungkan faktor-faktor yang paling penting dari sudut pandangnya.
Tujuan model yang paling penting dan paling umum adalah penggunaannya dalam mempelajari dan memprediksi perilaku proses dan fenomena yang kompleks. Perlu diingat bahwa beberapa objek dan fenomena tidak dapat dipelajari secara langsung sama sekali. Tujuan lain yang tidak kalah pentingnya dari model adalah dengan bantuannya faktor-faktor paling signifikan yang membentuk sifat-sifat tertentu dari suatu objek diidentifikasi, karena model itu sendiri hanya mencerminkan beberapa karakteristik dasar dari objek aslinya, yang pertimbangannya adalah diperlukan ketika mempelajari proses atau fenomena tertentu. Model ini memungkinkan Anda mempelajari cara mengontrol objek dengan benar dengan menguji berbagai opsi kontrol. Menggunakan benda nyata untuk tujuan ini sering kali berisiko atau tidak mungkin dilakukan. Jika properti suatu benda berubah seiring waktu, maka arti khusus memperoleh tugas untuk memprediksi keadaan suatu objek di bawah pengaruh berbagai faktor.
Tujuan pemodelan menentukan aspek asli mana yang harus direfleksikan dalam model. Untuk berbagai tujuan sesuai dengan model yang berbeda dari objek yang sama.
Model dapat dibangun dengan cara berpikir (model abstrak) atau dengan cara dunia materi (model nyata). Tempat yang istimewa Di antara model-model abstrak, model bahasa menempati. Ambiguitas, ketidakjelasan bahasa alami, sangat berguna dalam banyak kasus, dapat mengganggu beberapa jenis latihan. Kemudian terciptalah bahasa (profesional) yang lebih tepat, seluruh hierarki bahasa, semakin tepat, diakhiri dengan bahasa matematika yang diformalkan secara ideal.
Pada tahun 1870, Angkatan Laut Inggris meluncurkan kapal perang Kapten yang baru. Kapal itu melaut dan terbalik. Kapal dan semua orang di dalamnya tewas. Hal ini benar-benar tidak terduga bagi semua orang kecuali ilmuwan pembuat kapal Inggris W. Reed, yang sebelumnya melakukan penelitian pada model kapal perang dan menemukan bahwa kapal tersebut akan terbalik bahkan dengan gelombang kecil. Namun para bangsawan dari Angkatan Laut tidak mempercayai ilmuwan tersebut, yang melakukan eksperimen yang tampaknya sembrono dengan “mainan” tersebut. Dan hal yang tidak dapat diperbaiki terjadi...
Model dan simulasi telah digunakan umat manusia sejak lama. Dengan bantuan model dan hubungan model dikembangkan bahasa lisan, tulisan, grafik. Lukisan batu nenek moyang kita, maka lukisan dan buku adalah modelnya, formulir informasi mentransfer pengetahuan tentang dunia di sekitar kita kepada generasi berikutnya. Model digunakan untuk belajar fenomena yang kompleks, proses, desain struktur baru. Model yang dibangun dengan baik biasanya lebih mudah diakses untuk penelitian dibandingkan objek nyata. Selain itu, beberapa objek tidak dapat dipelajari secara langsung sama sekali: misalnya eksperimen dengan perekonomian suatu negara tujuan pendidikan; eksperimen dengan masa lalu atau, katakanlah, dengan planet pada dasarnya tidak mungkin tata surya dll.
Model ini memungkinkan Anda mempelajari cara bekerja dengan suatu objek dengan benar melalui pengujian berbagai pilihan kontrol pada modelnya. Bereksperimenlah untuk tujuan ini dengan objek nyata skenario kasus terbaik bisa merepotkan, dan seringkali hanya berbahaya atau bahkan tidak mungkin karena sejumlah alasan (durasi percobaan yang lama, risiko membawa objek ke keadaan yang tidak diinginkan dan tidak dapat diubah, dll.)
Model- ini adalah objek material atau imajinasi mental yang menggantikan objek aslinya dalam proses pembelajaran dan mempertahankan ciri-ciri khasnya yang penting untuk penelitian ini. Proses membangun suatu model disebut pemodelan.
Dengan kata lain, pemodelan adalah proses mempelajari struktur dan sifat-sifat aslinya dengan menggunakan model. Mari kita berikan salah satunya klasifikasi yang mungkin model.
Membedakan bahan Dan pemodelan yang sempurna. Pemodelan material, pada gilirannya, dibagi menjadi fisik Dan analog pemodelan.
Fisik Merupakan kebiasaan untuk menyebut pemodelan, di mana objek nyata dikontraskan dengan salinannya yang diperbesar atau diperkecil, memungkinkan penelitian (biasanya dalam kondisi laboratorium) dengan bantuan transfer selanjutnya dari sifat-sifat proses dan fenomena yang dipelajari dari model ke model. objek berdasarkan teori kesamaan. Contoh model semacam ini adalah: dalam astronomi - planetarium, dalam arsitektur - model bangunan, dalam konstruksi pesawat terbang - model pesawat terbang dll.
Pemodelan Analog berdasarkan analogi proses dan fenomena yang berbeda-beda sifat fisik, tetapi dijelaskan secara formal (dengan persamaan matematika yang sama).
Dari pemodelan subjek berbeda secara mendasar pemodelan yang sempurna, yang tidak didasarkan pada analogi material suatu objek dan model, tetapi pada analogi yang ideal dan dapat dibayangkan. Jenis utama pemodelan ideal adalah pemodelan tanda.
Ikonik disebut pemodelan yang menggunakan segala jenis transformasi tanda sebagai model: diagram, grafik, gambar, rumus, kumpulan simbol.
Jenis pemodelan tanda yang paling penting adalah pemodelan matematika, dimana kajian suatu objek dilakukan melalui model yang dirumuskan dalam bahasa matematika. Contoh klasik pemodelan matematika adalah deskripsi dan studi hukum mekanika Newton melalui matematika.
Contoh
Perhatikan entri berikut dan coba temukan apa yang tersembunyi di balik tanda-tanda ini:
a 1 x 1 +b 1 x 2 =c 1
a 2 x 1 +b 2 x 2 =c 2
Jawaban yang diterima dari orang-orang dengan spesialisasi berbeda akan sangat bervariasi. Berikut beberapa opsi yang memungkinkan.
Ahli matematika: "Ini adalah sistem dua linier persamaan aljabar dengan dua hal yang tidak diketahui, tapi aku tidak bisa mengatakan apa tepatnya yang diungkapkannya.”
Insinyur Listrik: "Ini adalah persamaannya tegangan listrik atau arus dengan tegangan aktif."
Insinyur Mekanik: “Ini adalah persamaan kesetimbangan gaya untuk sistem pengungkit atau pegas.”
Insinyur Sipil: “Ini adalah persamaan yang menghubungkan gaya deformasi pada beberapa struktur bangunan.”
Jawaban mana yang benar? Jangan kaget, tapi masing-masing dari mereka benar dalam beberapa hal. Itu semua tergantung pada apa yang tersembunyi di baliknya koefisien konstan a, b, c dan simbol yang tidak diketahui x 1 dan x 2.
Untuk membangun model, dua prinsip digunakan: deduktif(dari umum ke khusus) dan induktif(dari khusus ke umum). Pendekatan pertama mempertimbangkan kasus khusus model fundamental terkenal yang menyesuaikan dengan kondisi objek yang dimodelkan, dengan mempertimbangkan keadaan tertentu. Metode kedua melibatkan mengajukan hipotesis, menguraikan objek yang kompleks, analisis, dan kemudian sintesis. Di sini kesamaan, pencarian analogi, dan inferensi banyak digunakan untuk membentuk pola apa pun berupa asumsi tentang perilaku sistem.
Teknologi pemodelan menuntut peneliti untuk mampu merumuskan masalah dan tugas dengan benar, memprediksi hasil, membuat perkiraan yang masuk akal, mengidentifikasi faktor besar dan kecil untuk membangun model, menemukan analogi dan mengungkapkannya dalam bahasa matematika.
DI DALAM dunia modern proses ini semakin banyak digunakan pemodelan komputer, menyiratkan penggunaan teknologi komputer untuk melakukan percobaan dengan model tersebut.
Model adalah suatu objek material atau imajinasi mental yang dalam proses pembelajaran menggantikan objek aslinya dengan tetap mempertahankan beberapa ciri khasnya yang penting untuk penelitian ini. Model adalah representasi sederhana dari objek, proses, atau fenomena nyata.
Memahami bagaimana objek tertentu disusun - apa strukturnya, sifat dasarnya, hukum perkembangan dan interaksinya dengan dunia luar;
Belajar mengelola suatu objek atau proses dan menentukan metode pengelolaan terbaik untuk tujuan dan kriteria tertentu (optimasi);
Memprediksi konsekuensi langsung dan tidak langsung dari penerapan metode dan bentuk dampak tertentu terhadap objek;
Tidak ada model yang dapat menggantikan fenomena itu sendiri, tetapi ketika memecahkan suatu masalah, ketika kita tertarik pada properti tertentu dari proses atau fenomena yang diteliti, model tersebut berguna, dan terkadang satu-satunya alat untuk penelitian dan pengetahuan.
Proses membangun suatu model disebut pemodelan, dengan kata lain, pemodelan adalah proses mempelajari struktur dan sifat-sifat aslinya dengan menggunakan suatu model. Teknologi pemodelan mengharuskan peneliti untuk mampu mengajukan masalah dan tugas, memprediksi hasil penelitian, membuat perkiraan yang masuk akal, mengidentifikasi faktor besar dan kecil untuk membangun model, memilih analogi dan formulasi matematika, memecahkan masalah menggunakan sistem komputer, dan menganalisis eksperimen komputer.
Bahan (fisik)
Bahan (fisik) Merupakan kebiasaan untuk menyebut pemodelan, di mana objek nyata dikontraskan dengan salinannya yang diperbesar atau diperkecil, memungkinkan penelitian (biasanya dalam kondisi laboratorium) dengan bantuan transfer selanjutnya dari sifat-sifat proses dan fenomena yang dipelajari dari model ke model. objek berdasarkan teori kesamaan.
Pemodelan ideal -
Pemodelan ideal - tidak didasarkan pada analogi material suatu objek dan model, tetapi pada analogi yang ideal dan dapat dibayangkan.
Ikonik pemodelan– ini adalah pemodelan yang menggunakan segala jenis transformasi simbolik sebagai model: diagram, grafik, gambar, rumus, kumpulan simbol.
Pemodelan matematika- ini adalah pemodelan dimana kajian suatu benda dilakukan melalui model yang dirumuskan dalam bahasa matematika: uraian dan kajian hukum mekanika Newton dengan menggunakan rumus matematika.
Tanda-tanda dimana model diklasifikasikan:
- Area penggunaan.
- Memperhatikan faktor waktu dan area penggunaan.
- Melalui cara presentasi.
- Cabang ilmu pengetahuan ( biologis, historis, sosiologis, dll).
Pendidikan:
Pendidikan: alat bantu visual, program pelatihan, berbagai simulator;
Berpengalaman: model kapal diuji di kolam untuk mengetahui kestabilan kapal saat bergoyang;
Ilmiah dan teknis: akselerator elektron, perangkat yang mensimulasikan pelepasan petir, tempat pengujian TV;
Permainan: permainan militer, ekonomi, olahraga, bisnis;
Imitasi: percobaan diulangi berkali-kali untuk mempelajari dan mengevaluasi konsekuensi dari tindakan apa pun dalam situasi nyata, atau dilakukan secara bersamaan dengan banyak objek serupa lainnya, tetapi ditempatkan dalam kondisi berbeda) .
Bahan
Bahan model dapat disebut objektif, fisik. Mereka mereproduksi sifat geometris dan fisik dari aslinya dan selalu memiliki perwujudan nyata.
Model informasi – sekumpulan informasi yang mencirikan sifat dan keadaan suatu objek, proses, fenomena, serta hubungannya dengan dunia luar.
Model ikonik
Model ikonik– model informasi yang diungkapkan dengan tanda-tanda khusus, yaitu melalui bahasa formal apa pun.
Model komputer – model diimplementasikan melalui lingkungan perangkat lunak.
Lisan(dari bahasa Latin "verbalis" - lisan) model – model informasi dalam bentuk mental atau lisan.
kognitif,
kognitif,
Pragmatis,
Instrumental.
Model kognitif
Model kognitif- suatu bentuk pengorganisasian dan penyajian pengetahuan, sarana menghubungkan pengetahuan baru dan lama. Model kognitif pada umumnya disesuaikan dengan kenyataan dan merupakan model teoritis.
Model pragmatis- sarana untuk mengatur tindakan praktis, representasi kerja dari tujuan sistem pengelolaannya. Realitas disesuaikan dengan beberapa model pragmatis. Ini biasanya merupakan model terapan.
Model instrumental- sarana untuk mengkonstruksi, meneliti dan/atau menggunakan model pragmatis dan/atau kognitif. Model kognitif mencerminkan model yang sudah ada, dan model pragmatis - meskipun tidak ada, tetapi diinginkan dan, mungkin, hubungan dan koneksi yang layak.
Model empiris
Model empiris- berdasarkan fakta empiris, ketergantungan;
Model teoretis- berdasarkan deskripsi matematis;
Model campuran atau semi-empiris- menggunakan ketergantungan empiris dan deskripsi matematis.
dahan
dahan- model menampilkan yang asli hanya dalam jumlah relasi yang terbatas dan, sebagai tambahan, sumber daya pemodelan terbatas;
kesederhanaan- model hanya menampilkan aspek-aspek penting dari objek dan, terlebih lagi, harus sederhana
perkiraan- realitas digambarkan oleh model secara kasar, atau kira-kira;
kecukupan sistem yang dimodelkan - model harus berhasil menggambarkan sistem yang dimodelkan;
visibilitas, visibilitas sifat dan hubungan dasar;
tersedianya Dan kemampuan manufaktur untuk penelitian atau reproduksi;
tersedianya Dan kemampuan manufaktur untuk penelitian atau reproduksi;
konten informasi- model harus memuat informasi yang cukup tentang sistem (dalam kerangka hipotesis yang diadopsi ketika membangun model) dan memberikan kesempatan untuk memperoleh informasi baru;
menyimpan informasi terkandung dalam aslinya (dengan keakuratan hipotesis yang dipertimbangkan saat membangun model);
kelengkapan- model harus memperhitungkan semua koneksi dan hubungan dasar yang diperlukan untuk mencapai tujuan pemodelan;
keberlanjutan- model harus menggambarkan dan memastikan perilaku sistem yang stabil, meskipun pada awalnya tidak stabil;
isolasi- model memperhitungkan dan menampilkan sistem tertutup dari hipotesis dasar, koneksi, dan hubungan yang diperlukan
Tahap 1. Pernyataan masalah.
Tahap 1. Pernyataan masalah.
- jelaskan tugasnya,
- menentukan tujuan pemodelan,
- menganalisis suatu objek atau proses.
Tugas dirumuskan dalam bahasa biasa, dan uraiannya harus jelas. Hal utama di sini adalah mendefinisikan objek pemodelan dan memahami seperti apa hasilnya.
Pengetahuan tentang dunia sekitar.
Pengetahuan tentang dunia sekitar. Mengapa seseorang membuat model? Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu melihat ke masa lalu. Beberapa juta tahun yang lalu, pada awal mula umat manusia, orang-orang primitif dipelajari alam sekitar untuk belajar melawan elemen alami, nikmati manfaat alami, sekadar bertahan hidup. Pengetahuan yang terkumpul diwariskan dari generasi ke generasi secara lisan, kemudian secara tertulis, dan akhirnya dengan bantuan model subjek. Misalnya, dari sinilah model itu lahir bola dunia- globe, - memungkinkan Anda mendapatkan representasi visual tentang bentuk planet kita, rotasinya pada porosnya sendiri, dan lokasi benua. Model seperti itu memungkinkan Anda memahami cara kerja suatu objek tertentu dan mengenalinya. sifat dasar, menetapkan hukum perkembangan dan interaksinya dengan dunia model di sekitarnya.
Membuat objek dengan properti tertentu (tugas seperti “Bagaimana melakukan agar...”). Setelah mengumpulkan pengetahuan yang cukup, seseorang bertanya pada dirinya sendiri pertanyaan: “Apakah tidak mungkin menciptakan suatu objek dengan sifat dan kemampuan tertentu untuk melawan unsur-unsur atau menggunakan fenomena alam untuk melayani diri sendiri?” Manusia mulai membuat model benda-benda yang belum ada. Dari sinilah lahir ide pembuatan kincir angin, berbagai mekanisme, bahkan payung biasa. Banyak dari model tersebut kini telah menjadi kenyataan. Ini adalah benda-benda yang diciptakan oleh tangan manusia.
Menentukan akibat dampak terhadap suatu objek dan mengambil keputusan yang tepat (tugas seperti "Apa yang akan terjadi jika...": apa yang akan terjadi jika Anda menaikkan tarif transportasi, atau apa yang akan terjadi jika Anda mengubur limbah nuklir di daerah ini dan itu?) Misalnya, untuk menyelamatkan St. Petersburg dari banjir terus-menerus yang menyebabkan kerusakan besar, diputuskan untuk membangun bendungan. Selama perancangannya, banyak model yang dibangun, termasuk model skala penuh, tepatnya untuk memprediksi konsekuensi intervensi terhadap alam.
Efisiensi manajemen fasilitas (atau proses). Karena kriteria pengelolaan bisa sangat kontradiktif, maka hal ini hanya akan efektif jika “serigala diberi makan dan dombanya aman.” Misalnya, Anda perlu memperbaiki kualitas makanan di kantin sekolah. Di satu sisi harus memenuhi persyaratan usia (kandungan kalori, mengandung vitamin dan garam mineral), di sisi lain harus menarik bagi sebagian besar anak dan terlebih lagi terjangkau bagi orang tua, dan di sisi ketiga, teknologi penyiapannya harus sesuai dengan kemampuan kantin sekolah. Bagaimana cara menggabungkan hal-hal yang tidak kompatibel? Membangun model akan membantu Anda menemukan solusi yang dapat diterima.
Pada tahap ini, objek yang dimodelkan, properti utamanya, elemen-elemennya, dan hubungan di antara mereka diidentifikasi dengan jelas. Contoh sederhana koneksi objek bawahan adalah penguraian sebuah kalimat. Pertama, anggota utama (subjek, predikat) disorot, kemudian anggota kecil yang berhubungan dengan anggota utama, kemudian kata-kata yang berhubungan dengan anggota sekunder, dan seterusnya.
Pada tahap ini sifat-sifat, keadaan, tindakan, dan ciri-ciri lain dari benda-benda dasar diperjelas dalam bentuk apapun: secara lisan, dalam bentuk diagram, tabel. Suatu gagasan terbentuk tentang objek-objek dasar yang membentuk objek aslinya, yaitu model informasi. Model harus paling mencerminkan fitur-fitur penting, properti, keadaan dan hubungan objek di dunia objektif. Merekalah yang memberi informasi lengkap tentang objek tersebut.
Simulasi komputer
Simulasi komputer - dasar untuk merepresentasikan pengetahuan di komputer. Simulasi komputer untuk kelahiran informasi baru menggunakan informasi apa pun yang dapat diperbarui menggunakan komputer. Kemajuan pemodelan dikaitkan dengan perkembangan sistem pemodelan komputer, dan kemajuan teknologi informasi dikaitkan dengan pemutakhiran pengalaman pemodelan pada komputer, dengan penciptaan kumpulan model, metode dan sistem perangkat lunak, memungkinkan Anda merakit model baru dari model bank.
Tujuan Utama
Tujuan Utama pemodelan - pengambilan keputusan yang harus dibuat berdasarkan analisis komprehensif dari hasil yang diperoleh. Tahap ini sangat menentukan - apakah Anda melanjutkan penelitian atau menyelesaikannya. Mungkin Anda mengetahui hasil yang diharapkan, maka Anda perlu membandingkan hasil yang diperoleh dan hasil yang diharapkan. Jika ada kecocokan, Anda akan bisa mengambil keputusan.
Hal ini berkat formalisasi logika matematika dapat menggunakannya di komputer elektronik yang bekerja sesuai dengan hukumnya.
V.Pekelis
Seluruh kehidupan seseorang terus-menerus menghadapkannya pada hal-hal yang akut dan tugas yang berbeda dan masalah. Munculnya permasalahan, kesulitan, dan kejutan tersebut menandakan bahwa banyak hal yang tidak diketahui dan tersembunyi dalam realitas di sekitar kita. Oleh karena itu, kita memerlukan pengetahuan yang lebih luas tentang dunia, penemuan lebih banyak proses baru di dalamnya, dan hubungan antara manusia dan benda.
Kesuksesan perkembangan intelektual Siswa dicapai terutama dalam pelajaran, di mana tingkat minat siswa dalam belajar, tingkat pengetahuan, dan kesiapan untuk pendidikan mandiri yang berkelanjutan bergantung pada kemampuan guru untuk mengatur aktivitas kognitif yang sistematis, yaitu. perkembangan intelektual mereka.
Pengalaman mengajar mata pelajaran ilmu komputer menunjukkan bahwa tujuan utamanya adalah jenis kegiatan yang dilakukan siswa dalam menganalisis situasi, meramalkan, membangun model informasi, menciptakan kondisi untuk pilihan metode solusi yang bervariasi, menggunakan teknik heuristik, dan kemampuan membawa. kegiatan desain keluar.
Tugas khusus pembelajaran ilmu komputer di sekolah berupa:
- memperkenalkan siswa kepada konsep sistem, informasi, model, algoritme dan perannya dalam pembentukan gambaran informasi modern tentang dunia, mengajarkan cara mendefinisikan konsep-konsep ini, menyoroti fitur-fiturnya dan menjelaskannya, membedakan jenis model, algoritme, dll.;
- mengungkap pola umum proses informasi di alam, masyarakat, dan sistem teknis;
- mengenalkan siswa pada prinsip formalisasi dan penataan informasi serta mengembangkan kemampuan membangun model informasi dari objek dan sistem yang dipelajari;
- mengembangkan gaya berpikir algoritmik dan logis;
- mengembangkan kemampuan mengatur pencarian informasi yang diperlukan untuk memecahkan suatu masalah;
- untuk mengembangkan kemampuan merencanakan tindakan untuk mencapai suatu tujuan dengan menggunakan seperangkat cara yang tetap.
Formasi adalah suatu proses pendidikan dan pelatihan yang bertujuan untuk mengembangkan kepribadian atau kualitas individu seseorang. Membentuk adalah menyelenggarakan dan menyelenggarakan pendidikan dan pelatihan sedemikian rupa, mempengaruhi peserta didik sedemikian rupa sehingga dapat mengembangkan kualitas ini atau itu dalam dirinya.
Hal mendasar pada jalur ini diusulkan untuk menguasai bagian "Formalisasi dan Pemodelan".
Per bagian “Pemodelan dan formalisasi” 8 jam diberikan. Topik-topik berikut dipelajari dalam bagian ini:
- Obyek. Klasifikasi objek. Model objek. 2 jam.
- Klasifikasi model. Tahapan utama pemodelan. 2 jam.
- Pernyataan masalah formal dan informal.
- Prinsip dasar formalisasi. 2 jam.
- Konsep teknologi informasi untuk memecahkan masalah.
- Konstruksi model informasi. 2 jam.
Konsep dasar yang harus dipelajari siswa setelah mempelajari topik:
Objek, model, pemodelan; formalisasi; model informasi; teknologi informasi untuk pemecahan masalah; percobaan komputer.
Di akhir bagian, siswa harus tahu:
- tentang adanya banyak model untuk objek yang sama;
- tahapan teknologi informasi untuk memecahkan masalah dengan menggunakan komputer.
siswa harus bisa:
- memberikan contoh pemodelan dan formalisasi;
- memberikan contoh deskripsi formal objek dan proses;
- berikan contoh sistem dan modelnya.
- membangun dan mengeksplorasi model informasi sederhana di komputer.
Kajian bagian ini berlangsung secara spiral: dimulai dengan konsep Obyek. Klasifikasi objek. Untuk kajiannya digunakan film slide yang mendefinisikan konsep-konsep tersebut, menunjukkan dengan jelas contoh-contoh benda, dan menjelaskan apa saja sifat-sifat suatu benda, lingkungannya (lihat<Рисунок 1> , <Рисунок 2>), dll.
Menggunakan film slide ini<Приложение 1 >, siswa dapat secara mandiri memahami konsep-konsep tersebut. Setelah mensistematisasikan konsep-konsep yang terkait dengan objek, terjadi transisi yang mulus ke konsep-konsep tersebut model, klasifikasi model ( Lihat<Рисунок 3> , <Рисунок 4> ) . Siswa diberikan tugas seperti: Benda – orang. Fenomena tersebut adalah badai petir. Buat daftar modelnya dan klasifikasikan.
Manusia telah lama menggunakan pemodelan untuk mempelajari objek, proses, dan fenomena di berbagai bidang. Hasil penelitian tersebut berfungsi untuk mengetahui dan meningkatkan karakteristik objek dan proses nyata; memahami esensi fenomena dan mengembangkan kemampuan beradaptasi atau mengelolanya; untuk pembangunan fasilitas baru atau modernisasi fasilitas lama. Pemodelan membantu seseorang membuat keputusan yang tepat dan bijaksana, serta mengantisipasi konsekuensi dari aktivitasnya.
Berkat komputer, bidang penerapan pemodelan tidak hanya diperluas secara signifikan, tetapi analisis komprehensif dari hasil yang diperoleh juga disediakan.
Saat mempelajari bagian ini, siswa menjadi akrab dengan dasar-dasar pemodelan dan formalisasi. Siswa harus memahami apa itu model dan jenis model apa yang ada. Hal ini diperlukan agar ketika melakukan penelitian, siswa dapat memilih dan menggunakan lingkungan perangkat lunak dan alat yang sesuai secara efektif untuk setiap model. Awal dari penelitian apa pun adalah pernyataan masalah, yang ditentukan tujuan yang diberikan. Jenis model, pilihan lingkungan perangkat lunak, dan hasil yang diperoleh bergantung pada pemahaman tujuan pemodelan. Siswa belajar tentang tahapan utama pemodelan yang harus dilalui peneliti untuk mencapai tujuannya.
Isi pembelajaran dibentuk oleh daftar model berbeda yang dapat diakses oleh siswa. Model-model seperti itu sudah diketahui jumlahnya cukup banyak, sehingga penggunaan komputer sangat penting. Pada model tertentu dari yang berbeda mata pelajaran sekolah siswa belajar teknologi pemodelan, belajar membangun model informasi. Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan lingkungan perangkat lunak yang berbeda. Cakupan konten dan kemampuan berbagai jenis Siswa menentukan sendiri teknologi informasi tergantung pada kemampuannya.
Poin penting dalam pengajaran dan asimilasi pengetahuan yang diperoleh adalah penyediaan semua elemen pendidikan bagian dengan tes tingkat yang diperlukan, yang diambil dari manual metodologi 5, 7*, juga dari Internet, penulis N. Ugrinovich.
Artikel ini menyajikan salah satu pilihan tes mengenai elemen pendidikan utama pada bagian “Pemodelan dan Formalisasi”. Juga diberikan teks pekerjaan tes, dikembangkan oleh S.Yu. Piskunova, dan solusinya, dari koleksi 9*
Tes pada topik "Pemodelan dan formalisasi"
1. Apa yang dimaksud dengan atribut objek?
- Representasi objek dunia nyata menggunakan serangkaian karakteristik tertentu yang penting untuk memecahkan masalah informasi tertentu.
- Abstraksi objek dunia nyata yang memiliki karakteristik dan perilaku yang sama.
- Hubungan antara suatu benda dan ciri-cirinya.
- Setiap karakteristik individu umum untuk semua contoh yang mungkin
2. Pilihan jenis model tergantung pada:
- Sifat fisik benda tersebut.
- Tujuan objek.
- Tujuan dari objek penelitian.
- Entitas informasi objek.
3. Apa yang dimaksud dengan model informasi objek?
- Suatu objek material atau imajinasi mental yang menggantikan objek aslinya selama proses penelitian dengan tetap mempertahankan sifat-sifat paling esensial yang penting untuk penelitian ini.
- Deskripsi formal suatu objek dalam bentuk teks dalam beberapa bahasa pengkodean yang berisi semua informasi yang diperlukan tentang objek tersebut.
- Alat perangkat lunak yang mengimplementasikan model matematika.
- Deskripsi atribut objek yang penting untuk tugas yang sedang dipertimbangkan dan hubungan di antara mereka.
4. Tentukan klasifikasi model dalam arti sempit:
- Alami, abstrak, verbal.
- Abstrak, matematika, informasional.
- Matematika, komputer, informasi.
- Verbal, matematika, informasional
5. Tujuan pembuatan model informasi adalah:
- Memproses data tentang suatu objek dunia nyata, dengan memperhatikan hubungan antar objek.
- Memperumit model dengan mempertimbangkan faktor-faktor tambahan yang telah diinformasikan sebelumnya.
- Studi objek berdasarkan eksperimen komputer dengan model matematikanya.
- Representasi suatu objek dalam bentuk teks dalam beberapa bahasa buatan yang dapat diakses oleh pemrosesan komputer.
6. Pemodelan informasi didasarkan pada:
- Sebutan dan nama benda.
- Penggantian objek nyata model yang sesuai.
- Temuan solusi analitis, yang memberikan informasi tentang objek yang diteliti.
- Deskripsi proses terjadinya, pemrosesan dan transmisi informasi dalam sistem objek yang dipelajari.
7. Formalisasi adalah
- Tahap transisi dari deskripsi bermakna tentang hubungan antara fitur-fitur yang dipilih dari suatu objek ke deskripsi menggunakan beberapa bahasa pengkodean.
- Menggantikan suatu benda nyata dengan suatu tanda atau sekumpulan tanda.
- Transisi dari masalah fuzzy yang muncul dalam kenyataan ke model informasi formal.
- Identifikasi informasi penting tentang objek.
8. Teknologi informasi disebut
- Suatu proses yang ditentukan oleh seperangkat cara dan metode pemrosesan, pembuatan, perubahan keadaan, sifat, dan bentuk suatu bahan.
- Mengubah keadaan awal suatu objek.
- Suatu proses yang menggunakan seperangkat cara dan metode untuk memproses dan mengirimkan informasi primer dengan kualitas baru tentang keadaan suatu objek, proses atau fenomena.
- Serangkaian tindakan tertentu yang bertujuan untuk mencapai tujuan yang ditetapkan.
9. Apa yang disebut pemodelan simulasi?
- Teknologi masa kini objek penelitian.
- Mempelajari fenomena fisik dan proses menggunakan model komputer.
- Implementasi model matematika dalam bentuk perangkat lunak.
10. Apa yang dimaksud dengan model informasi komputer?
- Representasi suatu objek dalam bentuk tes dalam beberapa bahasa buatan yang dapat diakses oleh pemrosesan komputer.
- Seperangkat informasi yang mencirikan sifat dan keadaan suatu objek, serta hubungannya dengan dunia luar.
- Model mental atau lisan yang diimplementasikan pada komputer.
- Sebuah metode penelitian yang berkaitan dengan komputasi.
11. Eksperimen komputer terdiri dari serangkaian tahapan:
- Memilih metode numerik - mengembangkan algoritma - menjalankan program di komputer.
- Konstruksi model matematika - pemilihan metode numerik - pengembangan algoritma - eksekusi program di komputer, analisis solusi.
- Pengembangan model - pengembangan algoritma - implementasi algoritma dalam bentuk perangkat lunak.
- Konstruksi model matematika - pengembangan algoritma - eksekusi program di komputer, analisis solusi.
| Pertanyaan no. | |||||||||||
| Jawab tidak. | 4 | 3 | 2 | 1 | 4 | 3 | 1 | 3 | 3 | 3 | 2 |
Tes pada topik “Pemodelan dan formalisasi”
Opsi #1.
1. Susunlah jawaban pada topik “Model dan metode penyusunannya”, jawablah pertanyaan secara berurutan.
- Apa itu model objek?
- Model apa yang Anda temui kehidupan sehari-hari?
- Apa yang dimaksud dengan model informasi?
- Bisakah satu objek dideskripsikan menggunakan model informasi yang berbeda? Jika ya, apa perbedaannya?
- Buat model informasi objek "mobil" untuk mengkarakterisasinya bagi penumpang. Bagaimana model ini akan berubah jika tujuannya adalah untuk mengkarakterisasi mobil sebagai perangkat teknis?
- Apakah mungkin secara strategis permainan komputer sebut saja itu model permainan? Jika memungkinkan, lalu mengapa?
2. Buatlah model matematika dari permasalahan tersebut:
Tentukan waktu pertemuan dua pejalan kaki yang berjalan menuju satu sama lain.
Opsi #2.
1. Menyusun jawaban pada topik “Klasifikasi Benda”, menjawab pertanyaan secara berurutan.
- Apa itu klasifikasi objek? Mengapa perlu dilakukan pengklasifikasian suatu benda?
- Berikan contoh pengklasifikasian benda menurut sifat umum.
- Apa prinsip pewarisan?
- Jelaskan dengan menggunakan contoh klasifikasi benda dengan nama umum “program komputer”.
- Berdasarkan kriteria apa model dapat diklasifikasikan?
- Atas dasar apa model dibagi menjadi statis dan dinamis?
2. Buatlah model matematika dari permasalahan tersebut:
– Tentukan waktu kapan salah satu pejalan kaki akan menyusul pejalan kaki lainnya.
Pilihan 1
1. Jawaban atas pertanyaan
1.1. Model adalah gambar yang mempelajari beberapa aspek esensial dari suatu objek, fenomena atau proses
1.2. Dalam kehidupan sehari-hari, seseorang menjumpai model material dan informasi.
1.3. Model informasi memberikan gambaran objek dalam salah satu bahasa pengkodean (bahasa sehari-hari, grafik, ilmiah, dll).
1.4. Suatu objek yang sama bisa mempunyai banyak model, semua tergantung pada sifat apa dari objek yang diteliti. Misalnya, objek yang sama, seseorang, dalam fisika dianggap sebagai titik material, dalam biologi - sebagai suatu sistem yang berjuang untuk mempertahankan diri, dll.
1.5. Saat menyusun informasi model mobil untuk menggambarkan fasilitas bagi penumpang, perlu ditunjukkan: apakah itu truk atau mobil penumpang, kapasitas (berapa orang), berapa pintu, keberadaan dan ukuran bagasi, interior ukuran, jok, bentuk, kelembutan kursi, keberadaan AC, musik, dll. .d. Jika Anda mengkarakterisasi mobil sebagai perangkat teknis, maka tunjukkan berat, ukuran, daya dukung, kecepatan maksimum, konsumsi bahan bakar, dll.
1.6. Tampilan permainan komputer strategi proses informasi, terjadi dalam kehidupan. Misalnya, strategi militer menggambarkan perangkat sistem politik secara umum dan pasukannya pada khususnya, strategi keuangan menggambarkan berbagai hukum ekonomi dan sosial. Oleh karena itu, permainan komputer strategis dapat dianggap sebagai model informasi dari proses informasi yang dijelaskannya.
L – jarak awal
Hasil: t – waktu pergerakan
Kapan: L, v 1, v 2 > 0
Cara: t = L / (v 1 + v 2)
pilihan 2
1. Jawaban atas pertanyaan
1.1. Di antara beragamnya benda-benda di dunia sekitar, kami mencoba mengidentifikasi kelompok benda-benda yang mempunyai sifat-sifat yang sama. Kelas adalah sekelompok objek yang memiliki properti yang sama. Objek yang termasuk dalam suatu kelas disebut instance dari kelas tersebut. Objek dari kelas yang sama berbeda satu sama lain dalam beberapa properti khusus. Klasifikasi adalah pembagian objek ke dalam kelas dan subkelas berdasarkan sifat-sifat umum.
1.2. Contoh pengklasifikasian berdasarkan sifat-sifat umum – Objek karya sastra dapat dibedakan menjadi tiga menurut isinya kelas besar: sastra ilmiah, fiksi, sastra jurnalistik.
1.3. Dalam struktur hierarki, objek didistribusikan ke dalam beberapa tingkatan, di mana instance tingkat yang lebih rendah disebut kelas anak dan merupakan bagian dari instance tingkat yang lebih tinggi, yang disebut kelas induk. Properti kelas yang paling penting adalah pewarisan - setiap kelas turunan mewarisi semua properti kelas induk.
1.4. Setiap program komputer adalah algoritma yang ditulis dalam bahasa yang dapat dimengerti oleh komputer. Program dibagi menjadi sistem dan aplikasi. Mereka tampil fungsi yang berbeda, tetapi semuanya ditulis dalam bahasa yang dapat dimengerti oleh komputer - ini adalah properti yang diwarisi oleh setiap kelas turunan (sistem dan program aplikasi) dari kelas induk - program komputer.
1.5. Model dapat diklasifikasikan menurut karakteristik penting apa pun.
1.6. Model yang menggambarkan suatu sistem pada titik waktu tertentu diklasifikasikan sebagai model informasi statistik. Model yang menggambarkan proses perubahan dan pengembangan suatu sistem termasuk dalam model informasi dinamis.
2. Model matematika tugas
Diketahui: t 02 – waktu mulai jalur pejalan kaki kedua
v 1 – kecepatan pejalan kaki pertama
v 2 – kecepatan pejalan kaki kedua
Hasil: t – waktu pertemuan pejalan kaki
Kapan: t 02, v 1, v 2 > 0; ayat 1< v 2
L 2 = (t - t 02)* v 2
t * v 1 = (t - t 02)* v 2
t*v 1 - t*v 2 = - t 02 *v 2
t = t 02 * v 2 / (v 2 - v 1)
Literatur:
untuk siswa
- Ivanova I.A. Informatika. kelas 9: Lokakarya. – Saratov: Lyceum, 2004
- Informatika, Kursus dasar, kelas 7 – 9. – M.: Laboratorium Pengetahuan Dasar, 2001.
- Informatika kelas 7-8 / diedit oleh N.V. Makarova. – St.Petersburg: Rumah Penerbitan “Peter”, 1999.
- Informatika kelas 9 / diedit oleh N.V. Makarova.
- – Sankt Peterburg: Peter Kom, 1999.
- N. Ugrinovich “Informatika dan teknologi informasi” O. Efimova, V. Morozov, N. Ugrinovich. Dengan baik teknologi komputer dengan dasar-dasar ilmu komputer. untuk sekolah menengah. – M., ABF, 1999.
Metodologi
- Beshenkov S.A., Lyskova V.Yu., Matveeva N.V.
- Formalisasi dan pemodelan // Ilmu komputer dan pendidikan. – 1999. – Nomor 5. – S.*-*; Nomor 6. – Hal.21-27; Nomor 7. – Hlm.25-29. Boyarshinov V.G. Pemodelan matematika V kursus sekolah
- ilmu komputer // Ilmu komputer dan pendidikan. – 1999. – No.7. – Hal.13-17.
Vodovozov V.M. Pelatihan informasi di lingkungan objek visual // Informatika dan - pendidikan. – 2000. – No. 4. – Hlm.87-90. Obornev E.A., Oborneva I.V., Karpov V.A. Simulasi di
- spreadsheet // Ilmu komputer dan pendidikan. – 2000. – Nomor 5. – Hlm.47-52. Informatika.
- Tugas tes
- . – M.: Laboratorium Pengetahuan Dasar, 2002. Makarenko A.E. dll. Kami sedang mempersiapkan ujian ilmu komputer. – M.: Iris-Press, 2002 Molodtsov V.A., Ryzhikova N.B. Cara lulus ujian dan
- pengujian terpusat dalam ilmu komputer untuk 100 poin. –Rostov tidak ada: Phoenix, 2003. Petrosyan V.G., Perepecha I.R., Petrosyan L.V. Metode solusi
- masalah fisik di komputer // Ilmu komputer dan pendidikan. – 1996. – Nomor 5. – Hlm.94-99. Hasil pembelajaran yang direncanakan dalam ilmu komputer dan
- teknologi Informasi
- dan penilaiannya di sekolah dasar dan menengah: Kumpulan instruksional dan metodologis / Penulis dan penyusun: N.E. Kostyleva, L.Z.
- Gumerova, R.I. Yarochkina, L.V. Lunina, S.Yu. Piskunova, E.V. Zhuravleva – Naberezhnye Chelny: Lembaga Pendidikan Daerah Pusat, 2004.
- Ponomareva E.A. Pelajaran mempelajari konsep model // Ilmu Komputer dan Pendidikan. – 1999. – Nomor 6. – Hal.47-50.
