Тест по информатике на тему «Информационное моделирование. Модель человека в виде детской куклы Сколько моделей можно создать описании луны

21.11.2021

Флешка

Информационная модель - модель объекта, представленная в виде информации, описывающей существенные для данного рассмотрения параметры и переменные величины объекта, связи между ними, входы и выходы объекта и позволяющая путём подачи на модель информации об изменениях входных величин моделировать возможные состояния объекта.

Информационная модель (в широком, общенаучном смысле) - совокупность информации, характеризующая существенные свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.

Информационные модели: описательные и формальные

Описательные информационные модели - это модели, созданные на естественном языке (то есть на любом языке общения между людьми: английском, русском, китайском, мальтийском и т. п.) в устной или письменной форме.

Формальные информационные модели - это модели, созданные на формальном языке (то есть научном, профессиональном или специализированном). Примеры формальных моделей: все виды формул, таблицы, графы, карты, схемы и т. д.

Хроматические (информационные) модели - это модели, созданные на естественном языке семантики цветовых концептов и их онтологических предикатов (то есть на языке смыслов и значений цветовых канонов, репрезентативно воспроизводившихся в мировой культуре). Примеры хроматических моделей: «атомарная» модель интеллекта (АМИ), межконфессиональная имманентность религий (МИР), модель аксиолого-социальной семантики (МАСС) и др., созданные на базе теории и методологии хроматизма.

Виды информационных моделей

Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру.

Табличные информационные модели

Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Такой тип моделей применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические информационные модели в различных предметных областях. Широко известно табличное представление математических функций, статистических данных, расписаний поездов и самолетов, уроков и так далее.

В табличной информационной модели обычно перечень объектов размещен в ячейках первого столбца таблицы, а значения их свойств - в других столбцах. Иногда используется другой вариант размещения данных в табличной модели, когда перечень объектов размещается в первой строке таблицы, а значения их свойств - в последующих строках. Подобным образом организованы таблицы истинности логических функций, рассмотренные ранее. Перечень логических переменных и функций размещен в первой строке таблицы, а их значения - в последующих строках.

Иерархические информационные модели

В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.

В процессе классификации объектов часто строятся информационные модели, которые имеют иерархическую структуру. В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая система и так далее.

На первом уровне может располагаться только один элемент, который является "вершиной" иерархической структуры. Основное отношение между уровнями состоит в том, что элемент более высокого уровня может состоять из нескольких элементов нижнего уровня, при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего уровня

Сетевые информационные модели

Сетевая модель - граф, в которой вершины различных уровней связаны между собой по принципу "многие-ко- многим".

Сетевые информационные модели применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер.

Например, различные региональные части глобальной компьютерной сети Интернет (американская, европейская, российская, австралийская и так далее) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом одни части (например, американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями Интернета, а другие могут обмениваться информацией между собой только через американскую часть (например, российская и австралийская).

Типы информационных моделей

Информационные модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для отражения систем с различными структурами используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

Табличные информационные модели

В обычно перечень объектов размещен в ячейках первого столбца таблицы, а значения их свойств - в других столбцах. Иногда используется другой вариант размещения данных в табличной модели, когда перечень объектов размещается в первой строке таблицы, а значения их свойств - в последующих строках. Подобным образом организованы таблицы истинности логических функций, рассмотренные в главе 3. Перечень логических переменных и функций размещен в первой строке таблицы, а их значения - в последующих строках.

В табличной информационной модели перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы.

Построим табличную информационную модель "Цены устройств компьютера". В первом столбце таблицы будет содержаться перечень однотипных объектов (устройств, входящих в состав компьютера), а во втором - интересующее нас свойство (например, цена) - табл. 2.1. Построенная табличная модель позволяет оценить долю стоимости отдельных устройств в цене компьютера и приобрести за минимальную цену компьютер в наиболее производительной конфигурации.

Табличные информационные модели проще всего строить и исследовать на компьютере с помощью электронных таблиц и систем управления базами данных. Визуализируем полученную табличную модель путем построения диаграммы в электронных таблицах.

Визуализация табличной модели

1. Ввести наименования устройств и их цены в столбцы электронной таблицы.

2. Отсортировать данные по столбцу Цена в порядке убывания.

3. Построить круговую диаграмму.

Анализ модели показывает, что увеличение расходов на приобретение более быстрого процессора и увеличение объема оперативной памяти не приведут к заметному увеличению цены компьютера, но позволят существенно повысить его производительность.

Представление объектов и их свойств в форме таблицы часто используется в научных исследованиях. Так, на развитие химии и физики решающее влияние оказало создание Д. И. Менделеевым в конце XIX века периодической системы элементов, которая представляет собой табличную информационную модель. В этой модели химические элементы располагаются в ячейках таблицы по возрастанию атомных весов, а в столбцах - по количеству валентных электронов, причем по положению в таблице можно определить некоторые физические и химические свойства элементов.

На уроках химии часто используется печатный вариант периодической системы элементов. Компьютерная модель системы более удобна, так как в интерактивном режиме позволяет знакомиться с различными физическими и химическими свойствами химических элементов (атомная масса, электропроводность, плотность и так далее), уравнивать химические реакции, решать стандартные химические задачи на нахождение массы веществ, участвующих в реакции, и др.

Вопросы для размышления

1. Какие системы объектов целесообразно и возможно представлять с помощью табличных моделей?

Практические задания

2.2. Построить и исследовать табличную модель, содержащую цены на компьютерные комплектующие на текущий момент.

2.3. Ознакомиться с физическими и химическими свойствами элементов с использованием компьютерной модели периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева.

Иерархические информационные модели

Нас окружает множество различных объектов, каждый из которых обладает определенными свойствами. Однако некоторые группы объектов имеют одинаковые общие свойства, которые отличают их от объектов других групп.

Группа объектов, обладающих одинаковыми общими свойствами, называется классом объектов . Внутри класса объектов могут быть выделены подклассы, объекты которых обладают некоторыми особенными свойствами, в свою очередь подклассы могут делиться на еще более мелкие группы и так далее. Такой процесс систематизации объектов называется процессом классификации .

В процессе классификации объектов часто строятся информационные модели, которые имеют иерархическую структуру . В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая система и так далее.

Статическая иерархическая модель. Рассмотрим процесс построения информационной модели, которая позволяет классифицировать современные компьютеры. Класс Компьютеры можно разделить на три подкласса: Суперкомпьютеры, Серверы и Персональные компьютеры .

Суперкомпьютеры , отличаются сверхвысокой производительностью и надежностью и используются в крупных научно-технических центрах для управления процессами в реальном масштабе времени.

Компьютеры, входящие в подкласс Серверы , обладают высокой производительностью и надежностью и используются в качестве серверов в локальных и глобальных сетях.

Компьютеры, входящие в подкласс Персональные компьютеры , обладают средней производительностью и надежностью и используются в офисах и дома для работы с различными приложениями.

Подкласс Персональные компьютеры делится, в свою очередь, на Настольные, Портативные и Карманные компьютеры .

В иерархической структуре элементы распределяются по уровням, от первого (верхнего) уровня до нижнего (последнего) уровня. На первом уровне может располагаться только один элемент, который является "вершиной" иерархической структуры. Основное отношение между уровнями состоит в том, что элемент более высокого уровня может состоять из нескольких элементов нижнего уровня, при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего уровня.

В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.

В рассмотренной иерархической модели, классифицирующей компьютеры, имеются три уровня. На первом, верхнем, уровне располагается элемент Компьютеры , в него входят три элемента второго уровня Суперкомпьютеры, Серверы и Персональные компьютеры . В состав последнего входят три элемента третьего, нижнего, уровня Настольные, Портативные и Карманные компьютеры .

Изображение информационной модели в форме графа. Граф является удобным способом наглядного представления структуры информационных моделей. Вершины графа (овалы) отображают элементы системы.

Элементы верхнего уровня находятся в отношении "состоять из" к элементам более низкого уровня. Такая связь между элементами отображается в форме дуги графа (направленной линии в форме стрелки). Графы, в которых связи между объектами несимметричны (как в данном случае), называются ориентированными.

Изобразим иерархическую модель, классифицирующую компьютеры, в виде графа (рис. 2.5).

Полученный граф напоминает дерево, которое растет сверху вниз, поэтому иерархические графы иногда называют деревьями .

Динамическая иерархическая модель. Для описания исторического процесса смены поколений семьи используются динамические информационные модели в форме генеалогического дерева. В качестве примера можно рассмотреть фрагмент (X-XI века) генеалогического дерева династии Рюриковичей (рис. 2.6).

Вопросы для размышления

1. Какие системы объектов целесообразно и возможно представлять с помощью иерархических моделей?

Практические задания

2.4. Построить компьютерную модель фрагмента иерархической системы животного мира.

2.5. Построить компьютерную модель генеалогического дерева династии Романовых.

2.6. Построить компьютерную модель генеалогического дерева вашей семьи.

Сетевые информационные модели

Сетевые информационные модели применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер.

Построим граф, который отражает структуру глобальной сети Интернет (рис. 2.7). Вершинами графа являются региональные сети. Связи между вершинами носят двусторонний характер и поэтому изображаются ненаправленными линиями (ребрами ), а сам граф поэтому называется неориентированным .

Представленная сетевая информационная модель является статической моделью. С помощью сетевой динамической модели можно, например, описать процесс передачи мяча между игроками в коллективной игре (футболе, баскетболе и так далее).

Вопросы для размышления

1. Какие системы объектов целесообразно и возможно представлять с помощью сетевых моделей?

Задания

2.7. Построить информационную модель локальной сети школьного компьютерного класса.

1. По фактору времени - статические и динамические

Статические - модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). В каждый момент времени система находится в определенном состоянии, который характеризуется составом элементов, значениями их свойств, величиной и характером взаимодействия между элементами и т. д. В физике примером статистических информационных моделей являются модели, описывающие простые механизмы, в биологии - модели строения растений и животных, в химии - модели строения молекул и кристаллических решеток, в астрономии - модель Солнечной системы и т. д.

Динамические - модели, описывающие процессы изменения и развития систем во времени. Состояние систем изменяется во времени, то есть происходят процессы изменения и развития систем. Так, планеты движутся, изменяется их положение относительно Солнца и друг друга; Солнце, как и любая другая звезда, развивается, меняются ее химический состав, излучение и т. д. В физике динамические информационные модели описывают движение тел, в биологии - развитие организмов или популяций животных, в химии - процессы происхождения химических реакций и т. д.

Структурные, функциональные, структурно-функциональные

Структурные служат для изучения внутреннего состояния объекта, того из чего он «сделан» (например, текст – это система элементов). В тех случаях, когда необходимо воспринять, осмыслить и переработать большой объем информации, такую информацию нужно структурировать, т.е. выделить в ней элементарные составляющие и их взаимосвязи. Структура представляет собой упорядоченную систему данных. Наиболее простыми информационными структурами являются таблицы, схемы, графы. Структурная модель объекта составляется для того, чтобы как можно более наглядно представить составные части и их связи. Простым примером табличного структурирования информации является школьное расписание уроков.

Основными структурными моделями являются табличная, сетевая и иерархическая .

Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках). В табличной информационной модели элементы информации размещаются в отдельных ячейках. С помощью таблиц могут быть выражены как статические, так и динамические информационные модели. Широко известно табличное представление математических функций, статистических данных, расписаний поездов и самолетов, уроков и т. д. В общем случае таблица не дает представления о каких- либо закономерностях, однако бывают и исключения. Великий русский химик Д. И. Менделеев, расположив для удобства химические элементы в таблицу по возрастанию атомных весов, открыл периодический закон, который оказал решающее влияние на развитие химии и физики. Табличные информационные модели проще всего строить и исследовать на компьютере с помощью электронных таблиц и систем управления базами данных.

Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня. В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система(тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая система и т.д. В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням, причем элементы нижнего уровня входят в состав одного из элементов более высокого уровня. Так, для описания исторического процесса смены поколений семьи используются динамические информационные модели в форме генеалогического дерева.

Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру. Сетевые информационные модели применяются для отражения таких систем, в которых связь между элементами имеет сложную структуру. Например, различные части глобальной компьютерной сети Интернет (американская, европейская, российская и т. д.) связаны между собой высокоскоростными линиями связи.

Функциональные служат для изучения поведения объекта (модели типа «вход-выход»),структурно-функциональные служат и для изучения внутреннего состояния объекта и для изучения его поведения.

4. Детерминированные и стохастические ( по характеру отражения причинно-следственных связей)

Этапы моделирования:

1. Постановка задачи: описание задачи, цель моделирования, формализация задачи, математическая модель.

2. Разработка модели: информационная модель, компьютерная модель

3. Компьютерный эксперимент – план эксперимента, проведение исследования

4. Анализ результатов моделирования

На начальном этапе моделирования выделяются существенные признаки изучаемого объекта и дается развернутое содержательное описание связи между ними (системный анализ), то есть осуществляется неформальная постановка задачи. Следующимважным этапом моделир ования является формализация содержательного описания связей между выделенными признаками с помощью некоторого языка кодирования: языка схем, языка математики и т.д. (“перевод“ полученной структуры в какую- либо заранее определенную форму).

Формализация – этап перехода от содержательного описания связей между выделенными признаками объекта (словесного или в виде текста) к описанию, использующему некоторый язык кодирования (языка схем, языка математики и т. д.).Формализация - процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков. Одним из наиболее распространенных формальных языков является алгебраический язык формул в математике, который позволяет описывать функциональные зависимости между величинами. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называютсяматематическими моделями . По сути, формализация – это первый и очень важный этап процесса моделирования. Примером неформального описания модели является кулинарный рецепт или словесное описание модели парусника, или словесная формулировка второго закона Ньютона.

В тех случаях, когда моделирование ориентировано на исследование моделей с помощью компьютера, результатом формализации моделей должно быть программное средство. Поэтому принципы формализации можно сформулировать в следующем виде:

разработка неформального описания модели (словесное описание существенных для рассматриваемой задачи характеристик изучаемого объекта и связей между ними);

составление формализованного описания на некотором языке кодирования (с использованием математических соотношений и текстов);

реализация формализованного описания в виде программы на некотором языке программирования.

Например, формула F=m*a является формализованным описанием второго закона Ньютона.

Алгоритм представляет собой конечную упорядоченную совокупность предписаний исполнителю, четко и однозначно определяющих процесс преобразования исходной информации в конечный результат. Алгоритмы образуют важнейший класс информационных процессов. Каждый шаг алгоритма определяется только начальной и конечной информацией, все команды алгоритма можно выполнять формально, или автоматически (без непосредственного участия человека).

Информационная модель - это модель, содержащая целенаправленно отобранную и представленную в некоторой форме наиболее существенную информацию об объекте. Информационный объект - это совокупность логически связанной информации.

краткое содержание других презентаций

«Алгоритмы работы с величинами» - Как называется алгоритм, записанный на «понятном» компьютеру языке? Что такое графическое задание алгоритма (блок-схема)? Алгоритмы работы с величинами. Вывод: вывод <список вывода>. Как вы думаете, на какие категории можно разделить людей, работающих на компьютере? Числа, символы, строки, таблицы. Числовые величины. Какие задачи решают программисты? Программирование необходимо для разработки программ управления компьютером с целью решения различных информационных задач.

«Что такое электронная почта» - Электронное письмо. Как работает электронная почта. Вопрос появления электронной почты. Письмо. Дата. Электронная почта. Адрес электронной почты. История электронной почты. X-mailer. Маршутизация почты. Копия. Отправитель. Структура письма.

«ГИА по информатике» - Дан фрагмент электронной таблицы: 1) =D1+2*A1 2) =(C1–A1)*2 3) =D1+B2 4) =(C1+A1)/2 Ответ: 2. В одном из представлений Unicode каждый символ кодируется 2 байтами. Между населёнными пунктами A, B, C, D, E, F построены дороги, протяжённость которых приведена в таблице.

«Телевизоры» - Принцип действия. Модели первых советских телевизоров. Керри (США). Время жизни панели исчисляется до потери половины яркости экрана. 3.Зернистость. Всего используется два формата - 4:3 и 16:9. В более узком смысле термин "телевидение" обозначает способ такой передачи. Лучший 3D телевизор 2011 и 2012 года. Правильного вам выбора и хорошего времяпрепровождения! Устройство плазменной панели. Телевизоры.

«Информатика «Паскаль»» - Идентификаторы. Данные символьного типа. Раздел операторов. Компилятор. Правила записи арифметических выражений. Раздел описания переменных. Операторы вывода. Алфавит языка. Типы данных. Языки программирования. Деление дробей. Стандартные типы данных. Cлужебные слова. Структура программы на Паскале. Паскаль. Операторы ввода. Из истории. Операторы присваивания. Языки высокого уровня. Данные логического типа.

«Циклические программы» - Вычислить. Трехзначные числа. Цикл с параметром. Числа. Информатика и ИКТ. Цифра. Составить программу. Цикл. Таблица перевода долларов. Цикл с постусловием. Циклические программы. Найти множество значений функции. Найти количество трехзначных натуральных чисел. Алгоритм Евклида. Введите целое число. Пример. Информатика. Делители. Найти сумму. Найти. Первоначальный взнос. Понятие цикла. Найти количество чисел.

Вариант 2

№1. Вид информационной модели зависит от:

а) числа признаков;

б) цели моделирования;

в) размера объекта;

г) стоимости объекта;

д) внешнего вида объекта.

№2. Табличная информационная модель представляет собой опи-

сание моделируемого объекта в виде:

а) графиков, чертежей, рисунков;

б) схем и диаграмм;

в) совокупности значений, размещенных в таблице;

г) системы математических формул;

д) последовательности предложений на естественном языке.

№3. К числу математических моделей относится:

а) формула корней квадратного уравнения;

б) милицейский протокол;

в) правила дорожного движения;

г) кулинарный рецепт;

д) инструкция по сборке мебели.

№4. Вставьте пропущенное слово. «Выполненный в определенном масштабе... делает наглядными предложения архитектора по застройке района»:

а) план;

б) описание;

д) таблица.

№5. В информационной модели военного корабля, представленной в виде детской игрушки, отражается его:

а) структура;

в) плотность;

д) размер.

№6. Модель человека в виде манекена в витрине магазина используют с целью:

№7. При описании отношений между элементами системы удобнее всего использовать информационную модель следующего вида:

а) текстовую;

б) математическую;

в) структурную;

г) табличную;

д) графическую.

№8. Географическую карту следует рассматривать, скорее всего, как модель следующего вида:

а) математическую;

б) иерархическую;

в) табличную;

г) графическую;

д) натурную.

№9. Сколько моделей можно создать при описании Солнечной системы:

а) множество;

д) более 9.

№10. Компьютерная имитационная модель ядерного взрыва не позволяет:

а) обеспечить безопасность исследователей;

б) провести натурное исследование процессов;

в) уменьшить стоимость исследований;

г) получить данные о влиянии взрыва на здоровье человека;

№11. Основой моделирования является:

а) коммуникативный процесс;

б) передача информации;

в) хранение информации;

г) взаимодействие людей;

д) процесс формализации.

№12. Статистическая информационная модель – это модель, описываю

щая:

а) состояние системы в определенный момент времени;

б) процессы изменения и развития системы;

в) объекты, обладающие одинаковым набором свойств;

г) систему, в которой связи между элементами имеют произволь-

ный характер;

д) распределение элементов по уровням: от первого (верхнего) до

нижнего (последнего).

№13. К числу документов, представляющих собой информационную модель управления государством, можно отнести:

а) географическую карту России;

б) Российский словарь политических терминов;

в) Конституцию РФ;

г) схему Кремля;

д) список депутатов государственной Думы.

№14. Вставьте пропущенное слово. «... расписания является моделью движения поездов»:

а) схема; б) описание; в) макет; г) муляж; д) таблица.

№15. В информационной модели компьютера, представленной в виде схемы, отражается его:

а) вес;

б) структура;

д) размер.

№16. Макет скелета человека в кабинете биологии используют с целью:

а) объяснения известных фактов;

б) проверки гипотез;

в) получения новых знаний;

д) познания.

№17. Рисунки, карты, чертежи, диаграммы, схемы, графики представляют собой модели следующего вида:

а) табличные информационные;

б) математические;

в) натурные;

г) графические информационные;

д) иерархические информационные.

№18. Игрушечная машинка – это:

а) табличная модель;

б) математическая формула;

в) натурная модель;

г) текстовая модель;

д) графическая модель.

№19. Сколько моделей можно создать при описании галактики «Млечный путь»:

а) 1;

г) множество;

д) более 5.

№20. С помощью имитационного моделирования нельзя изучать:

а) демографические процессы, протекающие в социальных сис-

б) тепловые процессы, протекающие в технических системах;

в) инфляционные процессы в промышленно-экономических сис-

г) траектории движения планет и космических кораблей;

д) процессы психологического взаимодействия людей.
Ответы к заданиям

Вариант 1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
в	д	г	б	а	в	г	б	а	б	а	б	д	г	в	г	д	а	б	г
Вариант 2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
б	в	а	в	г	д	в	г	а	б	д	а	в	д	б	а	г	в	г	д