Презентация на тему "компьютерные модели". Презентация - компьютерное моделирование Формы представления моделей

1 слайд

DIM A(5) FOR I= 1 TO 5 INPUT A(I) NEXT I S=0 FOR I=1 TO 5 S=S+A(I) NEXT I PRINT S Разработка: Клинковская М.В., учитель информатики и ИКТ МОУ гимназии №7 г. Балтийска, 2008-09 уч.год.

2 слайд

ПРЕДСТАВЛЯЮТ ОБЪЕКТЫ И ПРОЦЕССЫ В ОБРАЗНОЙ ИЛИ ЗНАКОВОЙ ФОРМЕ, ТАКЖЕ В ФОРМЕ ТАБЛИЦ, БЛОК-СХЕМ, И Т.Д.

3 слайд

DIM A(5) FOR I= 1 TO 5 INPUT A(I) NEXT I S=0 FOR I=1 TO 5 S=S+A(I) NEXT I PRINT S В БИОЛОГИИ: ВЕСЬ ЖИВОТНЫЙ МИР РАССМАТРИВАЕТСЯ КАК ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ТИП, КЛАСС, ОТРЯД, СЕМЕЙСТВО, РОД, ВИД)

4 слайд

Словесные модели – устные и письменные описания с использованием иллюстраций Математические модели – математические формулы, отображающие связь различных параметров объекта или процесса Геометрические модели – графические формы и объемные конструкции Структурные модели – схемы, графики, таблицы, и т.д. Логические модели – такие, в которых представлены различные варианты выбора действий на основе умозаключений и анализа условий Специальные модели – ноты, химические формулы, и т.д.

5 слайд

Н.Коперник и изображение гелиоцентрической системы Коперника не Солнце движется вокруг Земли, а Земля вращается вокруг своей оси и Солнца; Орбиты всех небесных тел проходят вокруг Солнца. не Солнце движется вокруг Земли, а Земля вращается вокруг своей оси и Солнца; Орбиты всех небесных тел проходят вокруг Солнца.

6 слайд

Формализация – процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков Формальные языки: системы специализированных языковых средств или их символов с точными правилами сочетаемости МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ЯЗЫК АЛГЕБРАИЧЕСКИХ ФОРМУЛ F = ma ЯЗЫК ХИМИЧЕСКИХ ФОРМУЛ H 2 O НОТНАЯ ГРАМОТА

7 слайд

8 слайд

Работа 1. Объект моделирования: одноклассник. Цель моделирования: построение словесной модели человека. Параметры моделирования. Фамилия, имя, отчество объекта. Черты лица, телосложение (рост и вес) Любимый учебный предмет объекта, причины. Хобби объекта. Инструмент моделирования: текстовый процессор Microsoft Word. Тема: «Построение словесной модели в среде текстового редактора»

9 слайд

Ход работы. 1. Откройте текстовый редактор Microsoft Word. 2. Выберите объект моделирования (любого одноклассника). 3. Составьте его мысленный образ в соответствии с параметрами моделирования. 4. Оформите мысленный образ средствами текстового редактора. 5. Покажите результат учителю.

10 слайд

Работа 2. Тема: «Построение математической модели средствами редактора формул» Объект моделирования: математическая формула прямолинейного равноускоренного движения тела (изменение координаты x) Цель моделирования: построение математической модели Инструмент моделирования: редактор формул Microsoft Equation.

11 слайд

Ход работы. 1. Откройте текстовый процессор Microsoft Word. 2. Выбрать в меню Вставка команду Объект 3. Выбрать Microsoft Eqation 3.0. 4. Составить формулу с помощью наборов символов и шаблонов. 5. Ниже формулы в документе поясните обозначения, используемые в записи (описание величин). 5. Результат работы покажите учителю. 1. Откройте текстовый процессор Microsoft Word. 2. Выбрать в меню Вставка команду Объект 3. Выбрать Microsoft Eqation 3.0. 4. Составить формулу с помощью наборов символов и шаблонов. 5. Ниже формулы в документе поясните обозначения, используемые в записи (описание величин). 5. Результат работы покажите учителю.

12 слайд

Определите последовательность набора формулы; Все символы набираются последовательно, с помощью клавиатуры; Числа, знаки и переменные можно вводить с клавиатуры; Перемещаться между элементами формулы можно с помощью клавиш управления курсором или щелчком мыши установить курсор в нужное место; Если формул несколько, отделяйте одну от другой нажатием клавиши Enter; Если Вы хотите набрать текст, находясь в редакторе формул, следует выбрать Стиль, Текст. Для редактирования формулы дважды щелкните по ней. Инструкция СОВЕТЫ ПО НАБОРУ ФОРМУЛ

14 слайд

Знать классификацию моделей по форме представления. Приведите примеры словесных и математических моделей. С помощью каких программных инструментов можно создавать такие модели? Составьте словесную модель объяснения с родителями в ситуации, когда вы получили «двойку». Попробуйте убедить родителей в том, что ваша «двойка» является едва ли не благом. По приведенной словесной модели составьте математическую модель: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Выполните это задание с помощью компьютера.

15 слайд

Литература: Н. Угринович «Информатика. Базовый курс – 9» С.Бешенков, Е.Ракитина «Информатика. Систематический курс – 10» Н.В. Макарова «Информатика 7 –9», О.Л.Соколова. «Универсальные поурочные разработки по информатике. 10 класс». Москва. «ВАКО», 2006.

Описание задачи l. Задача формулируется на обычном языке; Если завтра утром группа выйдет из туристического лагеря в 10 часов утра, ребята успеют на 12 -часовую электричку? l. Определяется объект моделирования; l. Представляется конечный результат. l. По характеру постановки задачи можно разделить на две основные группы: l «Что будет, если? » (исследовать изменение характеристик объекта при воздействии на него) Как изменится скорость автомобиля через 6 сек, если он движется прямолинейно и равноускоренно с начальной скоростью 3 м/с и ускорением 0, 5 м/с2? l «Как сделать, чтобы? » (какое произвести воздействие, чтобы параметры объекта удовлетворяли заданному условию?) Какого объёма должен быть воздушный шар, наполненный газом гелием, чтобы он мог подняться с грузом 100 кг?

Определение целей моделирования l l Цели определяются в соответствии с поставленной задачей; Поставленные цели оказывают направляющее влияние на весь процесс моделирования.

Например, рассмотрим модель самолета: для кассира по продажам авиабилетов существенными признаками будут расположение рядов кресел, количество кресел в ряду, стоимость билета для каждого места, наличие свободных мест; для авиадиспетчера существенные признаки – скорость и высота самолета, направление и вид движения, взаиморасположение с другими самолетами, находящимися в контролируемом районе; для технолога цеха, где происходит сборка самолета существенные признаки – наименование и количество деталей, порядок и способ их соединения, необходимое оборудование для обеспечения заданной надежности соединений, и прочее.

Анализ объекта Чётко выделяются моделируемый объект и его основные свойства. Результат анализа объекта появляется в процессе выявления его составляющих (элементарных объектов) и определения связей между ними.

Хорошо поставленная задача: описаны все связи между исходными данными и результатом известны все исходные данные решение существует задача имеет единственное решение Примеры плохо поставленных задач: Винни Пух и Пятачок построили ловушку для слонопотама. Удастся ли его поймать? Малыш и Карлсон решили по–братски разделить два орешка – большой и маленький. Как это сделать? Найти максимальное значение функции y = x 2 (нет решений). Найти функцию, которая проходит через точки (0, 1) и (1, 0) (неединственное решение).

Разработка информационной модели l l Выделяются объекты моделирования и дается их развернутое содержательное описание (природа объектов, их зависимости, связи, свойства, характеристики); Учитываются только существенные свойства в зависимости от выбранной цели;

Задача «Движение автомобиля» Что моделируется? - Процесс движения объекта «автомобиль» Вид движения - Равноускоренное Что известно о движении? - Начальная скорость (v 0), ускорение (а), максимальная развиваемая автомобилем скорость (vmax) Что надо найти? - Скорость (vj) в заданные моменты времени (ti) Как задаются моменты времени? - От нуля через равные интервалы (t 2 -t 1) Это ограничивает расчеты? - vi

l l В результате выстраивается описательная информационная модель, т. е. вербальная; Формализация модели. Переход от описательной модели к конкретному математическому наполнению. Указывается перечень параметров, которые влияют на поведение объекта – исходные данные, и которые желательно получить – результат. Формализуются зависимости между выделенными параметрами, накладываются ограничения на их допустимые значения. Результат – математическая модель.

Движение автомобиля. Информационная модель Объект моделирования Параметры Название Процесс движения автомобиля vo - начальная скорость; t - интервал изменения времени; а - ускорение; vmax- максимально развиваемая автомобилем скорость ti - время движения; vi - значения скорости Значения Исходные данные Расчетные данные Результаты

Разработка компьютерной модели l l Формализованная модель преобразуется в компьютерную с помощью множества программных комплексов и сред (графические среды, текстовые редакторы, среды программирования, электронные таблицы и пр.); От выбора программной среды зависит алгоритм построения компьютерной модели и форма его представления.

III этап. Компьютерный эксперимент l l План моделирования – должен чётко отражать последовательность работы с моделью Технология моделирования

План моделирования (последовательность работы с моделью) l l Так как модель может содержать ошибки, то первым пунктом в плане моделирования всегда разработка теста, а затем – тестирование модели. В программировании это трансляция и отладка программы; Можно использовать тестовый набор исходных данных, для которых конечный результат заранее известен;

Тестирование - это проверка модели на простых исходных данных с известным результатом. Примеры: устройство для сложения многозначных чисел – проверка на однозначных числах модель движения корабля – если руль стоит ровно, курс не должен меняться; если руль повернуть влево, корабль должен идти вправо модель накопления денег в банке – при ставке 0% сумма не должна изменяться.

Технология моделирования (исследование модели) l Исследование заключается в проведении серии экспериментов, удовлетворяющих целям моделирования. l Эксперимент – это опыт, который производится с объектом или моделью. Он заключается в выполнении некоторых действий, чтобы определить, как реагирует экспериментальный образец на эти действия. l Эксперимент сопровождается осмыслением итогов. Это служит основой для анализа результатов принятия решений.

Примеры: устройство для сложения чисел – работа с многозначными числами модель движения корабля – исследование в условиях морского волнения модель накопления денег в банке – расчеты при ненулевой ставке

IV этап. Анализ результатов моделирования l l l Нужно ответить на вопрос: «Продолжать исследование, либо заканчивать? » Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит на предыдущих этапах были допущены ошибки (неправильно отобранные свойства объекта, ошибки в формулах на этапе формализации, неудачный метод или среда моделирования, нарушение технологических приемов при построении модели). Если ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, т. е. возврат к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.

Источники: l l l l Макарова Н. В. Информатика 9 – Санкт-Петербург: Питер, 2007. Макарова Н. В. Информатика 7 -9 Задачник по моделированию – Санкт-Петербург: Питер, 2007. Шелепаева А. Х. Поурочные разработки по информатике. – М. : ВАКО, 2007 Филиппова Е. В. Этапы компьютерного моделирования, – Поляков К. Ю. Модели и моделирование, – http: //kpolyakov. narod. ru/index. htm Конспект урока «Этапы компьютерного моделирования» – http: //ivan 101. narod. ru/gos/pril/18 etapy-postr-modeley. htm Пособие «Моделирование» , – http: //umk-model. narod. ru/p 6. html

Cлайд 1

Компьютерное информационное моделирование. Выполнила: ученица 10класса МОУ СОШ №14 Чекундинского сельского поселения. Журавлева Лариса.

Cлайд 2

Что такое модель. Модель – это объект-заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал. Модель воспроизводит некоторые интересующие нас свойства и характеристики оригинала.

Cлайд 3

Cлайд 4

Что может быть объектом информационного моделирования. Объектом информационного моделирования может быть все, что угодно: отдельные предметы (дерево, стол); физические, химические, биологические процессы (течение воды в трубе, получение серной кислоты и т. д.) метеорологические процессы (гроза, смерч).

Cлайд 5

Чем занимается информатика. Информатика занимается общими методами и средствами создания и использования информационных моделей.

Cлайд 6

Этапы разработки. Этапы разработки компьютерной информационной модели. Объект моделирования (реальная система) Системный анализ Теоретическая информационная модель. Разработка компьютерной модели Компьютерная информационная модель

Cлайд 7

Построение информационной модели. Построение компьютерной информационной модели начинается с системного анализа объекта моделирования. Результатом является теоретическая информационная модель.

Cлайд 8

Вопросы и задания 1. Что такое модель? 2. Что такое информационная модель? 3. Почему многие научные знания можно отнести к информационным моделям? 4. Какова роль информатики в информационном моделирование? 5. Какие бывают модели? 6. Что может быть объектом информационного моделирования? 7. Чем занимается информатика?

Cлайд 9

Коротко о главном Модель – это объект-заменитель реального объекта. Модели бывают материальными и информационными. Свойства модели определяются целью, ради которой она создается. Информационная модель отражает знания человека об объекте моделирования. Модель, реализованная на ЭВМ, называется компьютерной информационной моделью. Разработка компьютерной модели производится с помощью специального программного обеспечения или через программирование на языках высокого уровня.

1. Модели объектов и процессов

2. Классификация моделей

3. Основные этапы моделирования

Модель –упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.

Моделирование – построение моделей для исследования и изучения объектов, процессов, явлений.

Вопрос: Зачем создавать модель, почему бы не исследовать сам оригинал?

Во-первых, в реальном времени оригинал (прототип) может уже не существовать или его нет в действительности

Во-вторых, оригинал может иметь много свойств и взаимосвязей. Чтобы глубоко изучить какое-то конкретное, интересующее нас свойство, иногда полезно отказаться от менее существенных, вовсе не учитывая их.

Моделированию поддаются

Для одного и того же объекта (процессе, явления) может быть создано бесчисленное множество моделей

Признаки классификации моделей:

Область использования
Учет временного фактора
Отрасль знаний
Способ представления

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

модели

учебные

Опытные

игровые

имитационные

КЛАССИФИКАЦИЯ С УЧЕТОМ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ

модели

динамические

статические

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СПОСОБУ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

модели

информационные

вербальные

знаковые

некомпьютерные

компьютерные

информационные

Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.