プレゼンテーションのモデリングと形式化。 モデリングと形式化。 モデル表現形式

次のいずれかを選択できます。 科学的知識の方法としてのモデリング。 モデル。科学的知識の方法としてのモデリング。 モデル。 モデルの分類 材料モデル。 情報モデル。 モデルの形式化。 モデリングへの体系的なアプローチ 統計的および動的モデル。 グラフィック情報モデル。 表形式のモデル。 階層モデル。 ネットワーク情報モデル。 オブジェクト情報モデル。

科学的知識の方法としてのモデリング。 モデル。 科学的知識の方法としてのモデリング。 モデル。 モデル: - これは、実際のオブジェクト、現象、またはプロセスを簡略化して類似したものです。 - これは、研究の目的のために元のオブジェクトを置き換える物質的または精神的に想像されたオブジェクトであり、この研究にとって重要な元のオブジェクトのいくつかの典型的な特徴と特性を保存します。

目次 モデルは次の目的で必要です: モデルは次の目的で必要です: オブジェクトまたはプロセスの管理を学び、与えられた目標と基準 (最適化) に最適な管理方法を決定する。 オブジェクトまたはプロセスに対する指定された方法および影響形式の実装による直接的および間接的な結果を予測します。 特定の物体がどのように機能するか、その構造、基本的な特性、発展の法則、および外界との相互作用がどのようなものであるかを理解する。

モデリングの主な段階 モデリングの主な段階 ステージ I. 問題の説明 問題の説明 モデリングの目的 オブジェクトの分析 段階 II。 モデル開発 情報モデル サインモデル コンピュータモデル ステージ III。 コンピュータ実験ステージⅣ。 シミュレーション結果の分析 結果は目標を達成 結果は目標を満たしていない 内容

情報モデル。 情報モデル。 情報モデルは、オブジェクトとプロセスを比喩的または象徴的な形式で表します。 具象モデル（図面、写真など）は、何らかの情報媒体（紙、写真、フィルム）に記録されたオブジェクトの視覚的なイメージであり、記号情報モデルはさまざまな言語（記号システム）を使用して構築されます。 記号情報は、テキスト (たとえば、プログラミング言語のプログラム)、式 (たとえば、ニュートンの第 2 法則 F=m*a)、表 (たとえば、D.I. メンデレーエフの元素周期表) の形式で表現できます。 ）など。

その歴史を通じて、人類は情報モデルを作成するためにさまざまな方法やツールを使用してきました。 これらの方法は常に改良されてきました。 したがって、最初の情報モデルは岩絵の形で作成されましたが、現在では、情報モデルは通常、最新のコンピューター技術を使用して構築および研究されています。 コンテンツ情報モデル。

モデルの形式化。 モデルの形式化。 自然言語と形式言語は、何らかの形式で情報モデルを表すために使用されます。 自然言語は、記述的な情報モデルを作成するために使用されます。 形式言語の助けを借りて、形式情報モデル (数学的、論理的など) が構築されます。 最も広く使用されている形式言語の 1 つは数学です。 数学の言語は形式言語の集合です。 そのうちの一部 (代数、幾何学、三角法) は学校で習いますが、その他 (集合論、確率論など) は進学の過程で習熟できます。

代数学の言語を使用すると、量間の関数的な依存関係を形式化することができます。 このように、ニュートンは世界の地動説を形式化し、力学の法則と万有引力の法則を発見し、それらを代数関数の依存関係の形で書き留めました。 学校の物理学のコースでは、研究対象の現象やプロセスの数学的モデルである代数の言語で表現される、さまざまな関数の依存関係が考慮されます。 論理代数 (命題代数) の言語を使用すると、形式的な論理モデルを構築できます。 命題代数を使用すると、自然言語で表現された単純なステートメントと複雑なステートメントを形式化する (論理式の形式で記述する) ことができます。 論理モデルを構築すると、論理的な問題を解決したり、コンピューター デバイス (加算器、トリガー) などの論理モデルを構築したりできます。 モデルの形式化。 モデルの形式化。

形式言語を使用して情報モデルを構築するプロセスは、形式化と呼ばれます。 私たちの周囲の世界を理解する過程で、人類は常にモデル化と形式化を使用します。 新しいオブジェクトを研究する場合、通常、最初にその記述情報モデルが自然言語で構築され、次にそれが形式化されます。つまり、形式言語 (数学、論理など) を使用して表現されます。 内容 モデルの定式化。 モデルの形式化。

モデリングへの体系的なアプローチ。 モデリングへの体系的なアプローチ。 システムのコンセプト。 私たちの周りの世界は、さまざまなオブジェクトで構成されており、それぞれがさまざまな特性を持ち、同時にオブジェクト同士が相互作用します。 たとえば、太陽系の惑星はさまざまな特性 (質量、幾何学的寸法など) を持ち、万有引力の法則に従って、太陽と相互作用し、惑星はより大きな天体の一部となります。太陽系、そして太陽系は私たちの天の川銀河の一部です。 一方、惑星はさまざまな化学元素の原子から構成されており、原子は素粒子から構成されています。 したがって、ほとんどすべてのオブジェクトは他のオブジェクトから構成されている、つまりシステムであると結論付けることができます。 内容 システムは、システム要素と呼ばれる相互接続されたオブジェクトで構成される全体です。 たとえば、コンピュータはさまざまなデバイスで構成されるシステムであり、デバイスはハードウェア (相互に物理的に接続) と機能 (デバイス間で情報が交換される) の両方で相互接続されています。システムの重要な特徴は、その総合的な機能です。

システム分析 システムを説明するには、その要素を列挙するだけでは十分ではありません。 これらの要素が互いにどのように関連しているかを示す必要があります。 一連の要素をシステムに変えるのは接続の存在です。 システムの要素を説明し、それらの関係を示すと、システム分析を実行したことになります。 システム化 システム化は、多くのオブジェクトをシステムに変換するプロセスです。 システム化は非常に重要です。 日常生活の中で、私たち一人一人は体系化に取り組んでいます-衣服を冬と夏に分け、料理をグラス、皿、鍋に分けます。 さまざまな科学における知識の体系化は非常に貴重です。 システム分析。 システム化 システム分析。 システム化

静的情報モデル システムは、各瞬間において、要素の構成、そのプロパティの値、要素間の相互作用の大きさと性質などによって特徴付けられる特定の状態にあります。 したがって、太陽系のいかなる瞬間の状態も、そこに含まれる物体 (太陽、惑星など) の構成、それらの特性 (大きさ、空間内の位置など)、大きさ、大きさによって特徴付けられます。相互作用の性質（重力、電磁波の助けなど）。 特定の時点でのシステムの状態を記述するモデルは、静的情報モデルと呼ばれます。 物理学では、静的情報モデルの例として、単純なメカニズムを記述するモデル、生物学では、植物や動物の構造のモデル、化学では、分子や結晶格子の構造のモデルなどが挙げられます。 静的モデルと動的モデル 静的モデルと動的モデル

動的情報モデル システムの状態は時間の経過とともに変化します。つまり、システムの変化と発展のプロセスが発生します。 したがって、惑星は移動し、太陽に対するそれらの位置や互いの位置が変化します。 他の恒星と同様に、太陽も成長し、その化学組成や放射線などが変化します。 システムの変化と発展のプロセスを記述するモデルは、動的情報モデルと呼ばれます。 物理学では、動的情報モデルは物体の動きを記述し、生物学では生物または動物集団の発達を、化学では化学反応のプロセスなどを記述します。 静的モデルと動的モデル 静的モデルと動的モデル

静的情報モデル「個々のコンピュータ デバイスの価格」 静的情報モデル「個々のコンピュータ デバイスの価格」 5 マウス 10 キーボード 25 ケース 50 CD-ROM ドライブ x32 30 サウンド カード 16 ビット 200 モニター 15 30 ビデオ カード 4 MB 150 ハード ドライブ 4 GB 20 ドライブ 3.5 30 メモリ 16 MB 200 Pentium II プロセッサ (350 MHz) 100 マザーボード 価格 (USD) デバイス名

動的情報モデル「コンピュータの価格の推移」 動的情報モデル「コンピュータの価格の推移」 Pentium II コンピュータの価格 年 目次

グラフィック情報モデル。 グラフィック情報モデル。 グラフィック情報モデルは、オブジェクトの外部特性 (サイズ、形状、色) を伝える最も単純なタイプのモデルです。 グラフィックモデルは、言語モデルよりも有益です。 グラフィック モデルは次のとおりです。 地図 - 地図がなければ、植物学、生物学、地理、軍事、海運などを想像するのは困難です。 技術装置、建物の図面。 電気および無線回路 - 物理学、無線電子工学。 グラフと図（数値情報を視覚的に表現したもの）

表形式のモデル。 表形式のモデル。 情報モデルを表すもう 1 つの一般的な形式は、行と列で構成される長方形のテーブルです。 表形式の情報モデルでは、オブジェクトまたはそのプロパティがリストとして表示され、その値が長方形のテーブルのセルに配置されます。 静的情報モデルと動的情報モデルの両方をテーブルを使用して表現できます。 staticdynamic テーブルを使用して、さまざまな主題領域で情報モデルが構築されます。 数学関数、統計データ、電車、飛行機、レッスンのスケジュールなどの情報を表形式で表示することは、非常に便利でわかりやすいものです。 テーブルの基本概念テーブルの基本概念テーブルを適切にフォーマットする方法テーブルを正しくフォーマットする方法テーブルはどのようなタイプに分類されますか?テーブルはどのようなタイプに分類されますか?

この表には、時間の経過とともに発生するプロセスが反映されている場合があります。 数学では、数値で構成される長方形の表を行列と呼びます。 行列に 0 と 1 のみが含まれる場合、その行列はバイナリ行列と呼ばれます。 テーブルはバイナリ マトリックスであり、オブジェクト間の接続の定性的な性質を反映します (道路がある、道路がない、訪問者が訪問しないなど)。 マトリックス バイナリ マトリックス 内容 表形式モデル。 表形式のモデル。 実践的なタスクを完了する

マトリックスの例。 マトリックスの例。 学生ロシア語代数化学物理学歴史音楽アリキン ペトル ボトフ イワン ヴォルコフ イリヤ ガルキナ ニーナ 学問の進歩

バイナリ行列の例。 バイナリ行列の例。 学生 ロシア語代数化学物理学歴史音楽アリキン ペトル ボトフ イワン ヴォルコフ イリヤ ガルキナ ニーナ 学習した科目 単位は学習中の科目を示し、未学習の科目にはゼロがマークされます。

階層型情報モデル。 階層型情報モデル。 私たちの周りにはさまざまな物体があり、それぞれが特定の特性を持っています。 ただし、オブジェクトの一部のグループには、他のグループのオブジェクトと区別する同じ共通のプロパティがあります。 同じ共通のプロパティを持つオブジェクトのグループをオブジェクト クラスと呼びます。 オブジェクトのクラス内でサブクラスを区別することができ、そのオブジェクトにはいくつかの特別なプロパティがあり、サブクラスはさらに小さなグループに分割することもできます。 オブジェクトを体系化するこのプロセスは、分類プロセスと呼ばれます。

階層型情報モデル。 階層型情報モデル。 オブジェクトを分類するプロセスでは、多くの場合、階層構造を持つ情報モデルが構築されます。 生物学では、動物の世界全体が階層システム (門、綱、目、科、属、種) として考慮されます。コンピュータ サイエンスでは、階層ファイル システムなどが使用されます。 階層情報モデルでは、オブジェクトは最初 (最上位) レベルから最下位 (最後の) レベルまでのレベルに分散されます。 各上位レベルの要素は下位レベルの要素で構成することができ、下位レベルの要素は 1 つの上位レベルの要素のみの一部にすることができます。

静的階層モデル。 グラフの形式で情報階層モデルを構築するプロセスを考えてみましょう。これにより、現代のコンピューターを分類できるようになります。コンピューターは、スーパーコンピューター、スーパーコンピューター、サーバー、パーソナルコンピューターの 3 つのサブクラスに分類できます。 階層型情報モデル。 階層型情報モデル。

コンピュータを分類する考慮された階層モデルには 3 つのレベルがあります。 最初の最上位レベルにはコンピューター要素があり、これには第 2 レベルの 3 つの要素 (スーパーコンピューター、サーバー、パーソナル コンピューター) が含まれます。 後者には、第 3 の下位レベルの 3 つの要素、デスクトップ コンピュータ、ポータブル コンピュータ、およびポケット コンピュータが含まれます。 サブクラスのパーソナル コンピュータは、デスクトップ コンピュータ、ポータブル コンピュータ、およびポケット コンピュータに分類されます。

グラフは、情報モデルの構造を視覚的に表現する便利な方法です。 グラフの頂点 (楕円) はシステムの要素を表示します。 要素間の接続はグラフ上に線で示されます。 線が方向を向いている (つまり、矢印が付いている) 場合、その線は円弧と呼ばれます。 矢印がない場合はエッジです。 エッジまたは円弧によって接続された 2 つの頂点を隣接と呼びます。 両方向に有効な関係は対称と呼ばれます。 グラフ内の対称的な接続はエッジです。 この場合のグラフは「無向」と呼ばれ、オブジェクト間の接続が非対称である (円弧として表示される) グラフは「有向」と呼ばれます。 階層グラフはツリーと呼ばれることもあります。 グラフ上の情報モデル。 グラフ上の情報モデル。 実践的なタスクを完了する

有向グラフの別の例は、アルゴリズム フローチャートです。 アルゴリズムのフローチャートは、ある実行者の制御プロセスをグラフ化したものです。 このグラフの頂点のブロックは、実行者に与えられる個々のコマンドを示し、円弧は、あるコマンドから別のコマンドへの遷移のシーケンスを示します。頂点を指定するために使用される幾何学的図形は次のとおりです。一連のアクションの終わり - - 初期データと結果 - - アクション - --条件 (「はい」または「いいえ」でのみ答えることができる質問) グラフ上の情報モデル。 グラフ上の情報モデル。 実践的なタスクを完了する

動的階層モデル。 家族の世代交代の歴史的プロセスを記述するために、家系図の形式の動的情報モデルが使用されます。 例として、リューリク王朝の家系図の断片（X ～ XI 世紀）を考えてみましょう。 グラフ上の情報モデル。 グラフ上の情報モデル。 動的階層モデル。」 動的階層モデル。」

ネットワーク情報モデル。 多対多の関係。 ネットワーク情報モデル。 多対多の関係。 ネットワーク情報モデルは、要素間の接続が任意である複雑な構造を持つシステムを反映するために使用されます。 たとえば、世界規模のコンピュータ ネットワーク インターネット (図を参照) のさまざまな地域 (アメリカ、ヨーロッパ、ロシア、オーストラリアなど) は高速通信回線で接続されています。 同時に、一部の地域 (たとえば、アメリカの地域) はインターネットのすべての地域地域と直接接続できますが、他の地域 (たとえば、ロシアとオーストラリアの地域) はアメリカの地域を介してのみ相互に情報を交換できます。 内容 グローバルなインターネットの構造を反映するグラフを作成してみましょう。 グラフの頂点は地域ネットワークです。 頂点間の接続は本質的に双方向であるため、無向の線 (エッジ) によって描画され、グラフ自体は無向グラフと呼ばれます。

オブジェクト情報モデル。 オブジェクト情報モデル。 次に、オブジェクト指向アプローチと呼ばれる、情報モデリングへの別のアプローチを見てみましょう。 ここでの主な概念は「オブジェクト」です。 オブジェクトは私たちの周りの現実の一部です。 人間の知覚の観点から、物体は次のグループに分類できます。 有形または目に見える物体 (例: 椅子、車、橋)。 思考によって作成されたイメージ (例: 詩、音楽、数学の定理)。 オブジェクトの情報モデルは、そのプロパティの特定のセットを反映する必要があります。 オブジェクトのプロパティ オブジェクトのプロパティは、そのオブジェクトを他のオブジェクトと区別する一連の特性です。

オブジェクトとそのプロパティの例。 オブジェクトとそのプロパティの例。 オブジェクト名プロパティ 私の教師の名前、職歴、教えられたコース 私のハードドライブの容量、占有メモリの量 重要なドキュメントの名前、作成日 占有メモリの量、場所

同じプロパティと動作を持つオブジェクトは、オブジェクト クラスを形成します。 すべてのオブジェクトは何らかのクラスのインスタンスです。 クラス (オブジェクト) のインスタンスは特定のオブジェクトまたはイメージであり、クラスは同じプロパティと動作を持つオブジェクトのセットを定義します。 クラスは任意の数のオブジェクトを生成できますが、オブジェクトは厳密に固定されたクラスに属します。 コンテンツ

スライド 2

モデルは、実際のオブジェクト、プロセス、現象を簡略化して表現したものです。

2 モデルは、オリジナルの最も重要な特性と特性を保持します。 モデルとは、研究対象のアナログ、イメージ (精神的または従来のイメージ、説明、図、記号、式、図面、計画、表、地図など) です。

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3 モデルは次のことを行うために必要です。実際の物体がどのように機能するか、その構造、基本特性、発展法則、および外界との相互作用は何かを理解する。 オブジェクトまたはプロセスの管理を学びます: 与えられた目標と基準に最適な管理方法を決定します (最適化)。 指定されたメソッドの実装およびオブジェクトに対する影響形式の直接的または間接的な結果を予測します。

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モデリング：

4 新しい知識を獲得し、研究対象の特性をさらに改善するためのモデルの構築と研究。 モデルを使用して客観的な世界を科学的に知る方法。

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モデルの分類

5 使用地域別

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6 時間要因モデルの考慮 動的 静的 離散的 研究当日のクラス生徒の継続的成長 このクラスの生徒の 10 年にわたる成長 アルゴリズム 日中の気圧の変化

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タスクNo.1

7 統計モデルと動的モデルの例を挙げます。

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モデルの分類

8 知識モデルの分野別 生物学 社会学 歴史数学 タスク No. 2。 さまざまな知識分野のモデルの例を示します。

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9 モデルの提示方法による 材料情報 言語記号 精神的口頭 あらゆる言語でのおもちゃ 地球上に生息する鳥 物理的または化学的実験

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情報モデル

10 情報モデルは、実際のオブジェクト（プロセス、現象）を言語（口語または形式）のいずれかで記述したものです。

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11 表現形式別 情報モデル 幾何学 コンピュータ 構造 特殊な言葉 論理 数学

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12 幾何学モデル – グラフィック形式と体積構造。 口頭モデル – イラストを使用した口頭および書面による説明。 数学モデル – 数式、不等式、システムなど。 構造モデル – 図、グラフ、表など。 論理モデルとは、さまざまな条件を分析して意思決定を行うモデルです。 特別なモデル – 注記、化学式など。

スライド 13

13 あらゆる情報モデルはシステムです。 システムとは、相互に接続された要素で構成される全体です。 システム = 要素 + それらの間の接続 システムは次のとおりです。物質 (人間、平面、木)。 無形（人間の言語、数学）。 混合（学校システム）。

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あらゆるシステムの主な特性は、「システム効果」または「創発原理」の出現です。つまり、要素がシステムに組み合わされると、システムは、システムのどの要素も持っていなかった新しい特性を獲得します。

14 例としては飛行機があります。 その主な特性は飛行能力です。 その構成要素のどれも、個別にこの特性を持っていません。 しかし、それらをすべて組み合わせて、厳密に定義された方法で接続すると、飛行機は飛行します。

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15 タスクその３。 例を挙げてください: 生物学的システム ____________ 技術システム _____________ コンピュータ サイエンスのシステム ____________ タ​​スク No. 4。 コンピュータ システムの要素を列挙します。

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システム化 (分類) は、一連のオブジェクトをシステムに変換するプロセスです。

16 システム構造 – システム要素を組み合わせる特定の順序。 構造情報モデル アルゴリズム テーブル チャート (グラフ) 階層ネットワーク

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タスクNo.5

17 ネットワークモデルを作成します。 最初の行には友達の名前を示し、2番目の行には彼らの趣味を示します。 名前と趣味を円弧で結びます。

スライド 18

18 情報モデルの構造：両者間の通信対象の特性（パラメータ） 例：等速直線運動のモデル。 パラメータ：speedv、timet、path S。それらの間の関係：S=v・t。 タスクその6。 Triangle モデルのパラメーターと接続を指定します。 パラメータ: _________________________ 接続: _______________________________

スライド 19

タスクNo.7

19 化学反応のモデルは、この反応の方程式です: 2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O このモデルは情報ですか? _________________ なぜ？ ___________________ このモデルのパラメータを指定します。 ___________________________ 接続を示します。 _______________

スライド 23

コンピュータモデリングの主な段階

23 モデルの構築 (通常は情報モデルの説明)。 モデルの形式化 (何らかの形式的な言語で記録する)。 コンピューター モデルの構築 (プログラミング言語またはアプリケーション プログラムを使用)。 コンピューター実験を行っています。 シミュレーション結果の分析。

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「オブジェクトのプロパティ」- 生地は条件により色が変化する性質があります。 ... オブジェクトの完全または部分的な導電性構造。 新しいオブジェクト機能。 オブジェクトの新機能。 5.AV キスロフ、A.B. イリチェフ、I.A. ノヴィコフ。 組織インピーダンスの測定。

「オブジェクトモデル」- 結論。 仕様。 オブジェクト間の接続を自動的に構築し、正式な隣接オブジェクトを実際のオブジェクトに置き換えます。 このような記述には METIS 形式を簡単に使用できます。 オブジェクトの「ワーキング セット」に基づいてカウントします。 結果の集計、パフォーマンスの評価。 十分に幅広い種類のケースに対する標準はありません。

「モデリングステージ」- ステージ III コンピューター実験。 ステージ II。 コンピューターの実験。 ステージ IV。 ステージ II モデル開発。 タスクの説明。 モデリングの目的。 モデル開発。 ステージⅢ。 モデリング段階。 ステージ 1 の問題ステートメント。 ステージI。 情報モデル。 シミュレーション結果の分析。 コンピューターのモデル。

「モデリングと形式化」- 交流。 水曜日。 モデルのタイプ: 1. サブジェクト-オブジェクト-エンティティ。 対応（類似）。 限定的な成長モデル。 モデルの種類: 2.主題-オブジェクト - 形式化の程度。 口頭での説明。 外観。 (システムとデータ構造)。 形式化された。 目標。 シミュレーションオブジェクト。 部分的に形式化したもの。

「情報モデルの種類」- グラフィックモデル。 描画。 目次 グラフィック情報モデルの例: 温度変化グラフ。 オブジェクトとプロパティのテーブルの例。 時間。 グラフ。 スケジュール。 ?。 オブジェクト-オブジェクトテーブルの例。 図。 表形式のモデル。 数学的モデル。 地図。 言語モデル。 スキーム。 情報モデルの種類。

「モデル開発の段階」- 記述情報モデルは通常、自然言語と画像を使用して構築されます。 ステージ3。 ステージ5。 記述情報モデルの構築。 コンピューター上でモデルを開発および研究する主な段階。 実践的なタスク。 ステージ1。 太陽系の模型。 ステージ4。 ステージ2。

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