การสร้างแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ - นี่คืออะไร? ประเภทและขั้นตอนการสร้างแบบจำลอง

ในบทความนี้เรานำเสนอวิธีการวิเคราะห์ในรายละเอียดเรื่องของการสร้างแบบจำลองในสาขาวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ ในส่วนนี้จะมีความสำคัญมากสำหรับการฝึกอบรมของผู้เชี่ยวชาญในอนาคตในรูปทรงกลมของเทคโนโลยีสารสนเทศ

เพื่อแก้ปัญหาใด ๆ (การผลิตหรือการวิจัย) คอมพิวเตอร์ใช้สตริงต่อไปนี้:

มันควรจะให้ความสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับแนวคิดของ "รูปแบบที่" โดยไม่ต้องมีของการเชื่อมโยงนี้ไม่ได้เป็นทางออกของปัญหาที่เป็นไปได้ แล้วทำไมใช้รูปแบบและว่าคำนี้หมายถึง? นี่คือสิ่งที่เราจะพูดถึงในส่วนถัดไป

แบบ

การสร้างแบบจำลองทางวิทยาการคอมพิวเตอร์ - การรวบรวมภาพของวัตถุในชีวิตจริงที่สะท้อนให้เห็นถึงคุณสมบัติทั้งหมดที่จำเป็นและคุณสมบัติ รูปแบบในการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นเป็นสิ่งที่จำเป็นตามที่มันเป็นในความเป็นจริงที่ใช้ในกระบวนการของการตัดสินใจ

หลักสูตรโรงเรียนของหัวข้อการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เริ่มต้นที่จะศึกษาต่อในชั้นประถมศึกษาปีที่หก เริ่มแรกก็เป็นสิ่งจำเป็นที่จะแนะนำให้เด็กรุ่นแนวคิด มันคืออะไร?

• ย่อภาพของวัตถุนั้น
• สำเนาที่ลดลงของวัตถุจริง
• ปรากฏการณ์โครงการหรือกระบวนการ;
• ปรากฏการณ์ภาพหรือกระบวนการ
• คำอธิบายปรากฏการณ์หรือกระบวนการ;
• พืชทางกายภาพ
• อะนาล็อกสารสนเทศ
• วัตถุแทนคุณสมบัติของวัตถุจริงสะท้อนให้เห็นถึงและอื่น ๆ

รุ่น - นี้เป็นแนวคิดที่กว้างมากในขณะที่มันได้กลายเป็นที่ชัดเจนแล้วจากด้านบน มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะทราบว่าสินค้าทุกรุ่นสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่ม

• วัสดุ
• ในอุดมคติ

ภายใต้รูปแบบทางการเงินที่จะเข้าใจเรื่องที่ขึ้นอยู่กับวัตถุจริง นี้จะมีร่างกายหรือกระบวนการใด ๆ กลุ่มนี้สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท:

• ทางกายภาพ
• อนาล็อก

การจัดหมวดหมู่นี้เป็นเงื่อนไขเพราะความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างทั้งสองชนิดย่อยเป็นเรื่องยากมากที่จะดำเนินการ

รูปแบบที่เหมาะที่จะอธิบายลักษณะที่ยากมากขึ้น มันมีความเกี่ยวข้องกับ:

• คิด;
• จินตนาการ;
• ความเข้าใจ

มันเป็นไปได้ที่จะดำเนินงานศิลปะ (โรงละครศิลปะวรรณกรรมและอื่น ๆ )

เป้าหมายของการสร้างแบบจำลอง

การสร้างแบบจำลองทางวิทยาการคอมพิวเตอร์ - มันเป็นขั้นตอนที่สำคัญมากเพราะมันแสวงหาวัตถุประสงค์ของมวล ตอนนี้เรานำเสนอให้พบกับพวกเขา

การจำลองครั้งแรกที่จะช่วยให้ทราบโลกรอบตัวเรา จากกาลเวลาคนได้สะสมความรู้และผ่านพวกเขาไปยังลูกหลานของพวกเขา ดังนั้นรูปแบบของโลก (โลก)

ในศตวรรษที่ผ่านมาเราสร้างแบบจำลองวัตถุที่ไม่มีอยู่จริงซึ่งขณะนี้ก่อตั้งขึ้นอย่างมั่นคงในชีวิตของเรา (ร่ม, โรงงาน, และอื่น ๆ ) ปัจจุบัน mozhelirovanie นำไป:

• ระบุผลกระทบของกระบวนการใด ๆ (เพิ่มค่าใช้จ่ายในการเดินทางหรือของเสียสารเคมีภายใต้พื้นดิน);
• สร้างความมั่นใจในประสิทธิผลของการตัดสินใจ

งานการสร้างแบบจำลอง

เรากล่าวถึงในบทความว่าการสร้างแบบจำลองดังกล่าวในสาขาวิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ กระบวนการนี้จะมีปัญหาบางอย่างที่เราจะหารือในส่วนนี้

มีปัญหาในการจำลองคืออะไร? ขอให้เราคิดว่าเรามีปัญหาใด ๆ ที่จะกำจัดมันคุณจะต้องแก้จำนวนของปัญหา นั่นคือปัญหา - ปัญหาที่คุณต้องจัดการ มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะทราบว่างานทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่

รุ่นวาจา

อะไรคือวิธีการสร้างแบบจำลอง? คอมพิวเตอร์ใช้เพียงสองวิธี - ข้อมูลและคณิตศาสตร์ แต่มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะกล่าวถึงชนิดของรูปแบบอื่น - วาจา เกี่ยวกับเขาตอนนี้เราคุยกันนิด ๆ หน่อย ๆ

รุ่นวาจาจัดเป็นอุดมคติหรือนามธรรม คำอธิบายโดยความหมายของตัวอักษรคำประโยคนี้ รูปแบบเหล่านั้นรวมถึง:

• โปรโตคอล
• กฎของถนน;
• ข้อมูลในตำรา;
• นิยาย;
• คำอธิบายวาจาหรือลายลักษณ์อักษรของวัตถุกระบวนการหรือปรากฏการณ์

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์

อะไรประเภทอื่น ๆ ของแบบจำลองจะศึกษาในสาขาวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์? การสร้างแบบจำลองข้อมูลและคณิตศาสตร์ (อัลกอริทึม) แบ่งแยก แม้ว่าจะเป็นที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้รอยต่อระหว่างรุ่นวาจาทางคณิตศาสตร์และข้อมูลที่ค่อนข้างธรรมดา

ในแง่ง่ายแบบจำลองทางคณิตศาสตร์อธิบายสถานการณ์ใด ๆ จากจุดทางคณิตศาสตร์ของมุมมอง ลบเลือนไปตัวเราเองเรามีส่วนร่วมในการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่น: แม่ของฉันจะส่งเด็กไปซื้อขนมปังและนม เธอรู้ว่ามีหลายผลิตภัณฑ์เหล่านี้ในร้านค้าที่ตั้งอยู่ถัดจากบ้าน ตอนนี้เราจำเป็นต้องคำนวณเท่าใดเงินที่จะมอบให้กับเด็ก นมสมมติว่าค่าใช้จ่าย 75 รูเบิลและ 50 kopecks และขนมปัง - 30 รูเบิล 20 kopecks ซื้อทั้งหมดจะมีค่าใช้จ่าย 105 รูเบิล 70 kopecks (75.5 + 30.2) นี่คือ ตัวอย่างของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

รูปแบบข้อมูล

ตอนนี้เรามาพูดคุยเกี่ยวกับรูปแบบของรุ่นอื่นที่ศึกษาในหลักสูตรโรงเรียนสารสนเทศ การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นที่จะโทแต่ละอนาคตผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีรวมถึงขั้นตอนของการดำเนินการตามรูปแบบข้อมูลโดยใช้เครื่องมือคอมพิวเตอร์ แต่สิ่งที่มันเป็นรูปแบบข้อมูลหรือไม่

มันเป็นรายการยาวของข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุใด ๆ ว่ารุ่นนี้จะอธิบายและสิ่งที่ข้อมูลที่เป็นประโยชน์จะเป็นอย่างไร

• คุณสมบัติของวัตถุย่อม;
• สภาพของเขา;
• การสื่อสารกับโลกภายนอก;
• ความสัมพันธ์กับวัตถุภายนอก

สิ่งที่สามารถใช้เป็นตัวอย่างข้อมูล:

• คำอธิบายทางวาจา;
• ข้อความ
• การวาดภาพ;
• ตาราง;
• โครงการ;
• การวาดภาพ;
• สูตรและอื่น ๆ

คุณลักษณะที่โดดเด่นของรูปแบบข้อมูลก็คือว่ามันไม่สามารถสัมผัสลิ้มรสและอื่น ๆ เธอไม่ได้พกศูนย์รวมวัสดุที่นำเสนอในรูปแบบของข้อมูล

วิธีการระบบการสร้างแบบจำลอง

อะไรหลักสูตรชั้นประถมศึกษาปีการศึกษาโดยการจำลอง? วิทยาการคอมพิว 9 ชั้นแนะนำนักเรียนเกี่ยวกับเรื่องนี้ในรายละเอียดเพิ่มเติม มันเป็นในชั้นนี้เด็กเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการสร้างแบบจำลองระบบ เรามีการพูดคุยเกี่ยวกับเรื่องเล็ก ๆ น้อย ๆ

"ระบบ" เริ่มต้นด้วยแนวคิด นี่คือกลุ่มขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อกันซึ่งทำหน้าที่ร่วมกันในการปฏิบัติงาน เพื่อสร้างรูปแบบที่มักจะใช้วิธีการโดยระบบเนื่องจากวัตถุที่ถือได้ว่าเป็นระบบที่ดำเนินการในสื่อบาง หากรูปแบบวัตถุที่ซับซ้อนระบบตัดสินใจที่จะเลิกเป็นส่วนเล็ก - ระบบย่อย

วัตถุประสงค์ของการใช้

ตอนนี้เราพิจารณาจำลองเป้าหมาย (วิทยาการคอมพิวเตอร์ 11 ชั้น) มันบอกว่าก่อนหน้านี้ว่าทุกรุ่นจะถูกแบ่งออกเป็นหลายประเภทและการเรียน แต่รอยต่อระหว่างพวกเขาที่มีพล วัตถุประสงค์พื้นที่ของความเชี่ยวชาญปัจจัยเวลาที่วิธีการนำเสนอ: มีหลายพื้นที่ที่จะจัดรูปแบบเป็น

ในฐานะที่เป็นเป้าหมายก็ตัดสินใจที่จะจัดสรรประเภทต่อไปนี้:

• การฝึกอบรม
• ประสบการณ์;
• จำลอง
• เล่นเกม;
• วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ประเภทแรกรวมถึงการฝึกอบรม ที่สองลดลงหรือขยายสำเนาของวัตถุจริง (การก่อสร้างรูปแบบปีกของเครื่องบินและอื่น ๆ ) แบบจำลองจะช่วยให้การทำนายผลของเหตุการณ์ใด ๆ การสร้างแบบจำลองการจำลองมักจะใช้ในการแพทย์และวงสังคม Narimer รูปแบบจะช่วยให้เข้าใจว่าคนที่จะตอบสนองต่อการปฏิรูปนี้หรือว่า? ก่อนที่คุณจะทำให้การดำเนินงานที่สำคัญในการปลูกถ่ายอวัยวะของมนุษย์ได้มีการทดลองหลาย ๆ ในคำอื่น ๆ ที่ แบบจำลอง สามารถแก้ปัญหาโดย "การทดลองและความผิดพลาดที่" รูปแบบเกม - ชนิดของเศรษฐกิจธุรกิจหรือเกมสงคราม ด้วยรูปแบบนี้มันเป็นไปได้ที่จะทำนายพฤติกรรมของวัตถุในสถานการณ์ที่แตกต่างกันนั้น แบบจำลองทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคที่ใช้ในการศึกษาของกระบวนการหรือปรากฏการณ์ (อุปกรณ์จำลองการปล่อยฟ้าผ่ารูปแบบของดาวเคราะห์ระบบสุริยะ, และอื่น ๆ )

พื้นที่ความรู้

สิ่งที่นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่คุ้นเคยมากขึ้นอย่างเต็มที่กับการสร้างแบบจำลอง? คอมพิวเตอร์ Grade 9 มุ่งเน้นไปที่การเตรียมนักเรียนของพวกเขาสำหรับการสอบเข้าศึกษาต่อในสถาบันอุดมศึกษา ตั้งแต่ EGE ตั๋วและ GIA ตอบสนองคำถามเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองก็คือตอนนี้จำเป็นต้องเป็นรายละเอียดที่เป็นไปได้ที่จะพิจารณาเรื่องนี้ และอื่น ๆ ตามที่มีการจัดหมวดหมู่ของพื้นที่ของความเชี่ยวชาญ? บนพื้นฐานของประเภทต่อไปนี้:

• ทางชีวภาพ (เช่นโรคเหนี่ยวนำให้เกิดเทียมในสัตว์ผิดปกติทางพันธุกรรมมะเร็ง);
• เศรษฐกิจ (รูปแบบของพฤติกรรม บริษัท รูปแบบของราคาในตลาดและอื่น ๆ );
• ประวัติศาสตร์ (ต้นไม้วงศ์ประวัติศาสตร์แบบจำลองเหตุการณ์รูปแบบของกองทัพโรมันและชอบ);
• สังคมวิทยา (รูปแบบที่น่าสนใจตนเองพฤติกรรมของธนาคารในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพทางเศรษฐกิจใหม่) และอื่น ๆ

ปัจจัยเวลา

สองชนิดของแบบจำลองจะโดดเด่นด้วยลักษณะนี้:

• แบบไดนามิก
• คงที่

แล้วตามหนึ่งชื่อไม่ยากที่จะเดาว่ามุมมองแรกแสดงให้เห็นถึงผลการดำเนินงานการพัฒนาและการเปลี่ยนแปลงของวัตถุเมื่อเวลาผ่านไป คงที่ในทางตรงกันข้ามคือสามารถอธิบายวัตถุในจุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเวลาที่ ประเภทนี้บางครั้งเรียกว่าโครงสร้างเป็นรูปแบบสะท้อนให้เห็นถึงโครงสร้างและพารามิเตอร์ของวัตถุที่เป็นชิ้นให้ข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องนี้

ตัวอย่างของ รูปแบบไดนามิก คือ:

• ชุดของสูตรที่สะท้อนให้เห็นถึงการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์ระบบสุริยะ;
• กราฟของอุณหภูมิอากาศ;
• วิดีโอของการระเบิดของภูเขาไฟและอื่น ๆ

ตัวอย่างของแบบจำลองทางสถิติคือ:

• รายชื่อของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ;
• แผนที่ของพื้นที่และอื่น ๆ

วิธีการนำเสนอ

ในการเริ่มต้นมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะบอกว่าทุกรุ่นมีรูปแบบและรูปทรงที่พวกเขาอยู่เสมอจากสิ่งที่ทำแทนอย่างใดหรืออธิบาย บนพื้นฐานของรูปแบบที่จะจำแนกประเภทดังต่อไปนี้ได้:

• วัสดุ
• ไม่มีตัวตน

ประเภทแรกรวมถึงสำเนาตนของวัตถุที่มีอยู่ พวกเขาสามารถสัมผัสกลิ่นและอื่น ๆ พวกเขาสะท้อนให้เห็นถึงลักษณะภายนอกหรือภายใน, การดำเนินงานของสถานที่ สิ่งที่เป็นรูปแบบทางกายภาพ? พวกเขาจะใช้สำหรับการทดลองวิธีการของความรู้ความเข้าใจ (วิธีการทดลอง)

รุ่นที่ไม่มีตัวตนเรายังได้เข้าเยี่ยมชมก่อนหน้านี้ พวกเขาใช้วิธีการทางทฤษฎีของการเรียนรู้ รุ่นดังกล่าวจะเรียกว่าเหมาะหรือนามธรรม ประเภทนี้จะแบ่งออกเป็นหลายประเภทย่อยรุ่นจินตนาการและข้อมูล

แบบจำลองข้อมูลคือรายการของความหลากหลายของข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุ ในฐานะที่เป็นรูปแบบข้อมูลที่สามารถให้บริการตารางภาพวาดคำอธิบายทางวาจาไดอะแกรมและอื่น ๆ ทำไมรุ่นนี้เรียกว่าไม่สำคัญ? เป็นสิ่งที่ไม่สามารถสัมผัสได้เพราะมันไม่มีศูนย์รวมทางกายภาพ ท่ามกลางแบบจำลองข้อมูลที่มีสถานที่สำคัญโดดเด่นและภาพ

รูปแบบในจินตนาการ - เป็นหนึ่งในขั้นตอนของการสร้างแบบจำลอง มันเป็นกระบวนการที่มีความคิดสร้างสรรค์ที่เกิดขึ้นในจินตนาการของมนุษย์ที่นำหน้าการสร้างวัตถุวัสดุ

ขั้นตอนของการสร้างแบบจำลอง

กระทู้วิทยาการคอมพิวเตอร์ 9 ชั้น "สร้างแบบจำลองและ formalization" หนัก มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะศึกษา ที่ครูชั้นประถมศึกษาปีที่ 9-11 มีหน้าที่ในการรู้จักนักเรียนที่มีขั้นตอนของการสร้างแบบจำลอง ตอนนี้เราเปิด จึงมีขั้นตอนดังต่อไปนี้การสร้างแบบจำลอง:

• คำสั่งที่มีความหมายของปัญหา;
• สูตรทางคณิตศาสตร์ของปัญหานั้น
• การพัฒนาโดยใช้เครื่องคอมพิวเตอร์
• การดำเนินการรูปแบบ;
• ผลที่ได้รับ

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าการศึกษาของทุกอย่างที่อยู่รอบ ๆ เราใช้กระบวนการจำลอง formalization เทคโนโลยีสารสนเทศ - มันเป็นเรื่องที่ทุ่มเทให้กับวิธีการที่ทันสมัยของการศึกษาและการแก้ปัญหาใด ๆ ดังนั้นการให้ความสำคัญกับรูปแบบที่สามารถดำเนินการได้โดยใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ ความสนใจโดยเฉพาะควรจะจ่ายให้นี้แก้ปัญหาการพัฒนาอัลกอริทึมปัญหาจุดด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์

การสื่อสารระหว่างวัตถุ

ตอนนี้ขอพูดคุยเล็ก ๆ น้อย ๆ เกี่ยวกับการเชื่อมต่อระหว่างวัตถุ ในขณะนี้มีสามประเภท:

• 1-1 (แสดงด้วยเช่นการเชื่อมโยงเข้าข้างลูกศรในหนึ่งหรือด้านอื่น ๆ );
• หนึ่งต่อหลายคน (การเชื่อมโยงหลายถูกระบุโดยที่ลูกศรคู่);
• หลายต่อหลายคน (เช่นการเชื่อมโยงที่ถูกระบุโดยที่ลูกศรคู่)

มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าการเชื่อมต่ออาจจะมีเงื่อนไขและไม่มีเงื่อนไข การเชื่อมต่อแบบไม่มีเงื่อนไขเกี่ยวกับการใช้วัตถุเช่นแต่ละ เงื่อนไขที่เกี่ยวข้องเฉพาะในแต่ละองค์ประกอบ