Модели и моделирование

МОДЕЛИ ,
МОДЕЛИРОВАНИЕ
Модель (латинское modulus-образец, мера) как понятие
возникло в античные времена и связано с практической
деятельностью человека.
Модель - это объект, который рассматривается вместо
другого объекта с какой-то целью.
Например:
Плюшевый медвежонок –
модель живого медведя
Глобус – это модель
земного шара
ВВЕДЕНИЕ
В современном понимании модель не всегда внешне похожа
на моделируемый объект.
Например:
Моделью, показывающей движение машины по дороге,
может служить просто точка, движущаяся по заданной
траектории.
ВВЕДЕНИЕ
НЕОБХОДИМОСТЬ
СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ
► Для
сохранения жизни и здоровья
человека
► Уменьшение затрат материальных
средств
► Для понимания сущности изучаемого
объекта
► Для того, чтобы научиться управлять
объектом
► Прогнозирование последствий
► Для отдыха
► Для решения прикладных задач
Моделирование – это процесс создания и исследования
моделей для решения практических задач.
Одна из древнейших ветвей моделирования связана с
технологией обработки металлов литьем. По данным археологии,
в III веке до нашей эры уже использовались предметы и
украшения, которые были изготовлены из бронзы и драгоценных
металлов, путем отливки в формы. Формы в свою очередь
изготовлялись по моделям – образцам (отсюда и пошло modulus –
образец). Эта технология не претерпела никаких изменений до
сих пор.
В середине XIX века в связи с развитием паровых
машин начался переход от деревянных парусных
судов к стальным пароходам. Решить задачу
выбора формы корпуса прямым путем не
возможно. Слишком дорогое удовольствие.
Задача была решена с помощью малых моделей
судов в специальных бассейнах.
ВВЕДЕНИЕ
Понятие модели тесно связано с понятием информации.
Информация – это сведения о положении, свойствах объектов и
явлений окружающего мира, представления, суждения и
фантазии людей.
Сущность любой модели заключена в том, что с ее
помощью можно получить информацию о свойствах
моделируемого объекта.
Большинство моделей хранят информацию о внешней
форме объекта. Для одного и того же объекта могут быть
построены совершенно не похожие модели. Одна модель может
представлять информацию об одних свойствах, другая –
о других.
Например:
Две разные модели земли:
• трехмерная модель планеты,
указывающая на форму Земли
• географическая карта - двухмерная модель,
указывающая на расположение материков и
береговых линий.
ВВЕДЕНИЕ
АДЕКВАТНОСТЬ МОДЕЛЕЙ
Адекватность - степень совпадения
свойств модели и моделируемого объекта.
Виды адекватности
Полная
Частичная
Модель также может быть НЕ
АДЕКВАТНОЙ. Это значит, что модель не
соответствует тому объекту, который она
заменяет.
АДЕКВАТНОСТЬ МОДЕЛЕЙ
Например:
Модели Земли могут иметь разную степень
адекватности , в зависимости от того, какие
свойства объекта рассматривались
в решении
задачи.
Внимательно рассмотрите модели Земли. Какие свойства
моделируемого объекта взяты в основу создания каждой
модели? Оцените их степень адекватности.
ВВЕДЕНИЕ
Особенности моделей в
зависимости от:
формы
представления
внешних
размеров
времени
связи с конкретной
отраслью знаний
ВВЕДЕНИЕ
Виды моделей в зависимости
от формы представления
Предметные – это модели,
которые
являются объемными предметами.
Например:
глобус, модели самолетов, катеров,
объемные игрушки.
Образно – знаковые модели –
это модели, являющиеся
описанием моделируемого объекта
в виде образов и знаков.
Например:
фотографии, картины, графики.
С точки зрения информатики – это
информация о моделируемом
объекте, записанная на каком-то
носителе.
Мысленные модели – это
мысленные образы
моделируемого объекта в
памяти человека.
Документальные модели –
это описания или
изображения моделируемого
объекта на бумаге или другом
плоском носителе
Компьютерные модели – это
описание моделируемого
объекта в памяти компьютера.
Они создаются при помощи
различных программных
средств.
ВВЕДЕНИЕ
Виды моделей в зависимости
от внешних размеров
Масштабные модели (МАКЕТЫ) – это модели,
внешние размеры которых получены путем
увеличения или уменьшения размеров
моделируемых объектов.
Например:
глобус, географическая карта.
Немасштабные модели – это модели,
внешние размеры которых не отражают
размеров моделируемых объектов.
Описание моделируемого объекта
производится в виде текста, формул.
Например:
Описания путешественников, словесное описание
любого объекта.
ВВЕДЕНИЕ
Виды моделей в зависимости
от времени
Динамические модели – это
модели, учитывающие зависимость
свойств моделируемых объектов от
времени.
Например:
движущие модели судов, самолетов,
заводные игрушки.
Имитационные модели –
это динамические модели
полностью имитирующие
поведение моделируемых
объектов во времени.
Например:
В медицине используют
искусственные органы
(сердце, почки и т.д.)
Статические модели – это модели,
не учитывающие зависимость
свойств моделируемых объектов от
времени.
Например:
модели судов, самолетов в музеях,
плюшевый медведь.
ВВЕДЕНИЕ
математические:
100
80
Виды моделей
в зависимости
от отрасли знаний
химические:
60
40
20
0
1 кв
2 кв
3 кв
4 кв
биологические:
При создании моделей
обычно используют
язык, законы, методы
той или иной науки. В
зависимости от этого
модели разделяют на:
географические:
Если модели не связаны с конкретной
отраслью знаний, то их называют
простейшими
ВВЕДЕНИЕ
1. Какое из определений точно формулирует понятие модели?
1
модель – это объект, созданный руками человека.
2
модель – это объект, который для каких-то целей
рассматривается вместо другого объекта.
3
модель – это уменьшенная копия объекта.
Выберите вариант ответа!
2. Какое из определений точно формулирует понятие
моделирования?
1
моделирование – это процесс создания модели.
2
моделирование – это процесс исследования модели.
3
моделирование – это процесс создания и исследования
модели.
Выберите вариант ответа!
3. Какое из определений точно формулирует понятие
адекватности модели?
1
адекватность – это степень совпадения свойств модели и
моделируемого объекта.
2
адекватность – это полное соответствие модели и
моделируемого объекта.
3
адекватность – это частичное соответствие модели и
моделируемого объекта .
Выберите вариант ответа!
4. Какая из указанных характеристик модели верна?
Фотография это…
1
предметная, масштабная, динамическая модель.
2
образно-знаковая, мысленная, немасштабная,
имитационная модель.
3
образно-знаковая, документальная, масштабная,
статическая модель.
Выберите вариант ответа!
Какая из указанных характеристик модели верна?
Глобус это…
1
предметная, масштабная, динамическая, имитационная,
географическая модель.
2
предметная, масштабная, статическая, географическая
модель.
3
образно-знаковая, документальная, масштабная,
статическая, географическая модель.
Выберите вариант ответа!
ВОПРОСЫ:
•
•
•
•
•
•
Что понимается под моделью?
Что такое моделирование?
Что такое адекватность модели?
Что такое предметные модели? Приведите примеры.
Что такое образно-знаковые модели? Какие виды образнознаковых моделей вы знаете? Приведите примеры.
К какому виду моделей можно отнести:
макет здания;
картину;
описание хода эксперимента;
планетарий;
проект здания;
модель судна.