Transcript модели
Slide 1
МОДЕЛИРОВАНИЕ НАТУРНОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
Натурные модели
Информационные модели
Манекен
Фотография
Кукла
Скульптура
Производственный
робот
Видеофильм
Объект
моделирования
Анкета
Медицинская
карточка
Свойства модели зависят от цели моделирования. Модели одного и того же объекта
будут разными, если они создаются для разных целей.
Slide 2
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ
Материальные модели
Информационные модели
Материальные (натурные) модели
воспроизводят
геометрические
и
физические свойства оригинала и
всегда имеют реальное воплощение
(детские игрушки, наглядные учебные
пособия, макеты, модели автомобилей
и самолетов и пр.)
Информационная
модель – совокупность
информации, характеризующая свойства и состояния
объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с
внешним миром
Знаковые модели
Вербальные модели
Знаковая модель – информационная модель, выраженная
специальными знаками (средствами любого формального языка)
Словесное описание на
естественном языке
Математические
Графические
Математическое описание соотношений
между количественными характеристиками
объекта моделирования
•
•
•
•
•
•
карты
чертежи
схемы
графики
диаграммы
графы систем
Табличные
ТАБЛИЦЫ
•
•
•
•
объект - свойство
объект - объект
двоичные матрицы
прочие . . .
В науке существует еще одна разновидность моделей: воображаемые (идеальные) модели –
материальная точка, абсолютно твердое тело, математический маятник, идеальный газ, бесконечность,
геометрическая точка и пр.
Slide 3
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
Информационная модель – совокупность
информации, характеризующая свойства и
состояния объекта, процесса, явления, а
также их взаимосвязь с внешним миром.
Одному и тому же объекту можно поставить
в соответствие разные информационные
модели
(вербальные,
математические,
табличные, графические); все зависит от
цели моделирования.
Slide 4
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Вербальная модель – это письменное или
устное представление информационной
модели средствами естественного языка.
Примеры вербальных моделей:
• информация в учебниках
• произведения художественной литературы
Табличные
модели
Графические
модели
• тексты, описывающие алгоритмы
• текстовое описание объектов и процессов
Slide 5
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
Математическая модель - описание
математическими формулами соотношений
между количественными характеристиками
объекта моделирования.
Примеры математических моделей:
• модель
тела
прямолинейного
перемещения
axt 2
x x 0 vxt
2
• математическая
модель
колебаний пружинного маятника
T 2
m
k
периода
Slide 6
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличная информационная модель –
это модель, в которой объекты или их
свойства представлены в виде списка, а их
значения
размещаются
в
ячейках
прямоугольной таблицы.
Типы табличных моделей:
• таблицы типа «объект-свойство»
Табличные
модели
Графические
модели
• таблицы типа «объект-объект»
• двоичные матрицы
Slide 7
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Графическая информационная модель –
это наглядный способ
представления
объектов и процессов в виде графических
изображений.
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
Примеры графических информационных
моделей:
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 8
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 9
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 10
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
x
y
Математические
модели
&
A
A
B
x
1
1
z
y
B
z
y
У1
С1
У2
С2
С3
Табличные
модели
Графические
модели
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 11
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Ненаправленный
граф
Дачи
д. Е л о в о
ст. Озерная
Математические
модели
д. Подгорная
Отношения: « соединение дорогой »
(симметричные связи)
Ориентированный
Лев Нилыч
граф
Начальная
вершина
Отношение:
«быть дедушкой»
Табличные
модели
Графические
модели
Алеша
Конечная
вершина
д. Бобры
• Элементы системы,
изображенные овалами,
называются вершинами
• Связи между элементами
называются отношениями
• ребро – симметричная
связь
• дуга – несимметричная
связь
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 12
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Молоко
Сметана
Творог
Йогурт
Сливки
Табличные
модели
Графические
модели
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 13
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
ToC
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
время
График изменения температуры
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 14
Пример таблицы «объект-свойство»
База данных «Домашняя библиотека»
НОМЕР
АВТОР
НАЗВАНИЕ
ГОД
ПОЛКА
0001 Беляев А. Р.
Человек-амфибия
1987
5
0002 Кервуд Д.
Бродяги севера
1991
7
0003 Тургенев И. С.
Повести и рассказы
1982
1
0004 Олеша Ю. К.
Избранное
1987
5
0005 Беляев А. Р.
Звезда КЭЦ
1990
5
0006 Тынянов Ю. Н.
Кюхля
1979
1
0007 Толстой Л. Н.
Повести и рассказы
1986
1
0008 Беляев А. Р.
Избранное
1994
7
Slide 15
Пример таблицы «объект-объект»
База данных «Успеваемость»
РУССКИЙ
АЛГЕБРА
ХИМИЯ
ФИЗИКА
ИСТОРИЯ
МУЗЫКА
Аликин Петр
4
5
5
4
4
5
Ботов Иван
3
3
3
3
3
4
Волков Илья
5
5
5
5
5
5
Галкина Нина
4
4
5
2
4
4
УЧЕНИК
Slide 16
Пример таблицы «двоичная матрица»
База данных «Факультативы»
ФАМИЛИЯ
ГЕОЛОГИЯ
ЦВЕТОВОДСТВО
ТАНЦЫ
Русанов
1
0
1
Семенов
1
1
0
Зотова
0
1
1
Шляпина
0
0
1
Slide 17
ПРИМЕРЫ ГРАФИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
x
1
A
y
y
&
1
x
B
1
z
Диск:
A
B
z
Slide 18
ПРИМЕРЫ ТАБЛИЧНЫХ МОДЕЛЕЙ
База данных «Домашняя библиотека»
ОБЪЕКТ - СВОЙСТВО
НОМЕР
АВТОР
НАЗВАНИЕ
ГОД
0001
Беляев А. Р.
Человек-амфибия
1987
0002
Кервуд Д.
Бродяги севера
1991
0003
Тургенев И. С.
Повести и рассказы
ДЕНЬ
0006
Тынянов Ю. Н.
Кюхля
0007
Толстой Л. Н.
0008
Беляев А. Р.
ПОЛКА
1982
ОСАДКИ
Снег
15.03.04
Повести и рассказы
16.03.04
Избранное
17.03.04
5
База данных «Погода»
1979
1986
Без осадков
1994
Туман
7
ТЕМПЕРАТУРА
1
(градусы С)
1
- 3,5
1
0
7
1,0
ДАВЛЕНИЕ
(мм рт.ст.)
ВЛАЖНОСТЬ
(проценты)
746
67
750
62
740
100
База данных «Успеваемость»
РУССКИЙ
АЛГЕБРА
ХИМИЯ
ФИЗИКА
ИСТОРИЯ
МУЗЫКА
Аликин Петр
4
5
5
4
4
5
Ботов Иван
3
3
3
3
3
4
Волков Илья
5
5
5
5
5
5
УЧЕНИК
ОБЪЕКТ - ОБЪЕКТ
ДВОИЧНАЯ МАТРИЦА
База данных «Факультативы»
ФАМИЛИЯ
ГЕОЛОГИЯ
ЦВЕТОВОДСТВО
ТАНЦЫ
Русанов
1
0
1
Семенов
1
1
0
Зотова
0
1
1
Slide 19
ТИПЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ
Компьютерная математическая модель
Имитационное моделирование
Компьютерная математическая модель – это
программа,
реализующая
расчеты
состояния
моделируемой системы по ее математической
модели.
Имитационное
моделирование
воспроизводит
поведение
сложной
системы, элементы которой могут вести
себя случайным образом (поведение
которых предсказать нельзя).
Математическая модель
Численные методы
Управление сложными
объектами и процессами в
режиме реального времени
Вычислительный
эксперимент
Пример модели системы массового
обслуживания (системы скорой помощи)
Задачи,
решаемые
с
помощью
имитационных моделей массового
обслуживания, заключаются в поиске
режимов работы служб, уменьшающих
время ожидания клиентов.
Slide 20
СИСТЕМНОСТЬ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА
СИСТЕМА – это объект, состоящий из множества взаимосвязанных
элементов и существующий как единое целое.
Иерархичность мира
........
СТРУКТУРА – это определенный порядок
объединения
элементов,
составляющих
систему
Вид
Организм
Клетка
Молекула
Атом
........
Всякая
система
является подсистемой
по отношению к другой
более крупной системе
СИСТЕМНЫЙ ЭФФЕКТ
–
целое
больше суммы своих частей (принцип
эмерджентности).
Система
приобретает
свойства, не присущие ее элементам
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД – во всяком
объекте исследования или воздействия
нужно видеть систему, учитывать его
системные связи
Slide 21
ГРАФЫ
Ненаправленный
граф
Дачи
ВЕРШИНА графа
д. Елово
Связи между элементами (вершинами) графа
называются отношениями
ст. Озерная
ст. Подгорная
Отношение:
«соединение дорогой»
д. Бобры
Ориентированный граф
Лев Нилыч
РЕБРО (симметричная связь)
Устройство
компьютера
Начальная
вершина
ДУГА (несимметричная связь)
Процессор
Ус-во ввода
Ус-во вывода
Отношение:
«быть дедушкой»
Память
Алеша
Конечная
вершина
Управление работой
Передача информации
Slide 22
ИЕРАРХИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
ИНСТИТУТ
Первый
уровень
Второй
уровень
ФИЗИЧЕСКИЙ
ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра
теоретической
физики
Кафедра
общей
физики
ХИМИЧЕСКИЙ
ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра
неорганической
химии
Корень
...........
ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра
органической
химии
Ветви
Кафедра
.........
Листья
Slide 23
СЕТЕВЫЕ МОДЕЛИ
Иванов
Танцы
Петров
Геология
ИЗО
Сидоров
Программирование
Матвеев
Физика
Химия
Факультативы
Танцы
Геология
ИЗО
Программирование
Физика
Химия
Иванов
1
0
0
0
1
0
Петров
0
1
1
1
0
0
Сидоров
0
0
0
1
0
1
Матвеев
0
0
0
1
1
1
Slide 24
ОБЪЕКТНО – ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ
Свойства объекта
Имя объекта
Поведение объекта
Совокупность
признаков,
которые
отличают
данный
объект от других объектов
ОБЪЕКТ – это
часть окружающей нас
действительности
Действия,
которые
могут
выполняться над объектом или
которые может выполнять сам
объект
• Имя (Иванов Иван Иванович)
• Стаж работы (10 лет)
• Читаемый курс (Математика)
• Объем (10 Гб)
• Количество занятой памяти (5 Гб)
• Имя (main.doc)
• Дата создания (20 июня 2002 года)
• Объем занимаемой памяти (50 Кб)
• Местоположение (C:\ Documents)
Мой
преподаватель
Мой жесткий
диск
Важный
документ
• Чтение лекции
• Прием экзамена
• Проведение консультации
• Форматирование
• Копирование
• Открытие
• Чтение
• Запись
• Копирование
• Переименование
Slide 25
КЛАССЫ ОБЪЕКТОВ
Насекомые
Крылатые
Мотыльки
Транспорт
Бескрылые
Бабочки
Мухи
Автомобиль
Грузовик
Корабль
Авианосец
Самолет
Slide 26
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
Поведение
ТРАНСПОРТ
Цена
АВТОМОБИЛЬ
Движение
вперед
КОРАБЛЬ
ГРУЗОВИК
САМОЛЕТ
АВИАНОСЕЦ
ОБЪЕКТНО-ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ
Имя класса
Имя экземпляра класса
Автомобиль
Мой автомобиль
Автомобиль
Автомобиль друга
Автомобиль
Машина соседа
Свойства
Значения свойств
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 27
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
Поведение
ТРАНСПОРТ
Цена
АВТОМОБИЛЬ
АВТОМОБИЛЬ
Свойства
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
КОРАБЛЬ
Движение
вперед
САМОЛЕТ
Поведение
ГРУЗОВИК
Движение
АВИАНОСЕЦ
вперед
Движение
назад
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 28
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
Поведение
ТРАНСПОРТ
Цена
АВТОМОБИЛЬ
КОРАБЛЬ
ГРУЗОВИК
Свойства
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
Грузоподъемность
Движение
вперед
САМОЛЕТ
АВИАНОСЕЦ
Поведение
Движение
вперед
Движение
назад
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 29
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
Поведение
ТРАНСПОРТ
Цена
АВТОМОБИЛЬ
КОРАБЛЬ
КОРАБЛЬ
Свойства
ГРУЗОВИК
Скорость
Мощность
Цена
Нахождение
Водоизмещение
Движение
вперед
САМОЛЕТ
Поведение
АВИАНОСЕЦ
Движение
вперед
Движение
назад
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 30
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Поведение
Скорость
ТРАНСПОРТ
Мощность
Цена
АВТОМОБИЛЬ
КОРАБЛЬ
Движение
вперед
САМОЛЕТ
АВИАНОСЕЦ
ГРУЗОВИК
Свойства
Скорость
Мощность
Цена
Нахождение
Водоизмещение
Кол-во самолетов
Поведение
Движение
вперед
Движение
назад
Запуск
самолета
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 31
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
ТРАНСПОРТ
Движение
вперед
Цена
АВТОМОБИЛЬ
КОРАБЛЬ
САМОЛЕТ
Свойства
ГРУЗОВИК
Поведение
АВИАНОСЕЦ
Скорость
Мощность
Цена
Поведение
Движение
вперед
Нахождение
Движение
вверх
Максимальная
высота полета
Движение
вниз
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 32
НАСЛЕДОВАНИЕ
ОБЪЕКТНО-ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ
Имя класса
Автомобиль
Автомобиль
Автомобиль
Имя экземпляра класса
Свойства
Значения свойств
Мой автомобиль
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
130 км / час
85 л. с.
156 000 руб.
Нива
10 000 км
Автомобиль друга
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
200 км / час
95 л. с.
180 000 руб.
ВАЗ 2110
15 000 км
Машина соседа
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
250 км / час
408 л. с.
123 000 $.
Мерседес 600
20 000 км
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
МОДЕЛИРОВАНИЕ НАТУРНОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
Натурные модели
Информационные модели
Манекен
Фотография
Кукла
Скульптура
Производственный
робот
Видеофильм
Объект
моделирования
Анкета
Медицинская
карточка
Свойства модели зависят от цели моделирования. Модели одного и того же объекта
будут разными, если они создаются для разных целей.
Slide 2
КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ
Материальные модели
Информационные модели
Материальные (натурные) модели
воспроизводят
геометрические
и
физические свойства оригинала и
всегда имеют реальное воплощение
(детские игрушки, наглядные учебные
пособия, макеты, модели автомобилей
и самолетов и пр.)
Информационная
модель – совокупность
информации, характеризующая свойства и состояния
объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с
внешним миром
Знаковые модели
Вербальные модели
Знаковая модель – информационная модель, выраженная
специальными знаками (средствами любого формального языка)
Словесное описание на
естественном языке
Математические
Графические
Математическое описание соотношений
между количественными характеристиками
объекта моделирования
•
•
•
•
•
•
карты
чертежи
схемы
графики
диаграммы
графы систем
Табличные
ТАБЛИЦЫ
•
•
•
•
объект - свойство
объект - объект
двоичные матрицы
прочие . . .
В науке существует еще одна разновидность моделей: воображаемые (идеальные) модели –
материальная точка, абсолютно твердое тело, математический маятник, идеальный газ, бесконечность,
геометрическая точка и пр.
Slide 3
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
Информационная модель – совокупность
информации, характеризующая свойства и
состояния объекта, процесса, явления, а
также их взаимосвязь с внешним миром.
Одному и тому же объекту можно поставить
в соответствие разные информационные
модели
(вербальные,
математические,
табличные, графические); все зависит от
цели моделирования.
Slide 4
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Вербальная модель – это письменное или
устное представление информационной
модели средствами естественного языка.
Примеры вербальных моделей:
• информация в учебниках
• произведения художественной литературы
Табличные
модели
Графические
модели
• тексты, описывающие алгоритмы
• текстовое описание объектов и процессов
Slide 5
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
Математическая модель - описание
математическими формулами соотношений
между количественными характеристиками
объекта моделирования.
Примеры математических моделей:
• модель
тела
прямолинейного
перемещения
axt 2
x x 0 vxt
2
• математическая
модель
колебаний пружинного маятника
T 2
m
k
периода
Slide 6
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличная информационная модель –
это модель, в которой объекты или их
свойства представлены в виде списка, а их
значения
размещаются
в
ячейках
прямоугольной таблицы.
Типы табличных моделей:
• таблицы типа «объект-свойство»
Табличные
модели
Графические
модели
• таблицы типа «объект-объект»
• двоичные матрицы
Slide 7
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Графическая информационная модель –
это наглядный способ
представления
объектов и процессов в виде графических
изображений.
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
Примеры графических информационных
моделей:
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 8
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 9
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 10
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
x
y
Математические
модели
&
A
A
B
x
1
1
z
y
B
z
y
У1
С1
У2
С2
С3
Табличные
модели
Графические
модели
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 11
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Ненаправленный
граф
Дачи
д. Е л о в о
ст. Озерная
Математические
модели
д. Подгорная
Отношения: « соединение дорогой »
(симметричные связи)
Ориентированный
Лев Нилыч
граф
Начальная
вершина
Отношение:
«быть дедушкой»
Табличные
модели
Графические
модели
Алеша
Конечная
вершина
д. Бобры
• Элементы системы,
изображенные овалами,
называются вершинами
• Связи между элементами
называются отношениями
• ребро – симметричная
связь
• дуга – несимметричная
связь
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 12
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
Математические
модели
Молоко
Сметана
Творог
Йогурт
Сливки
Табличные
модели
Графические
модели
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 13
ТИПЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
Вербальные
модели
ToC
Математические
модели
Табличные
модели
Графические
модели
время
График изменения температуры
карта
чертеж
схема
граф
диаграмма
график
Slide 14
Пример таблицы «объект-свойство»
База данных «Домашняя библиотека»
НОМЕР
АВТОР
НАЗВАНИЕ
ГОД
ПОЛКА
0001 Беляев А. Р.
Человек-амфибия
1987
5
0002 Кервуд Д.
Бродяги севера
1991
7
0003 Тургенев И. С.
Повести и рассказы
1982
1
0004 Олеша Ю. К.
Избранное
1987
5
0005 Беляев А. Р.
Звезда КЭЦ
1990
5
0006 Тынянов Ю. Н.
Кюхля
1979
1
0007 Толстой Л. Н.
Повести и рассказы
1986
1
0008 Беляев А. Р.
Избранное
1994
7
Slide 15
Пример таблицы «объект-объект»
База данных «Успеваемость»
РУССКИЙ
АЛГЕБРА
ХИМИЯ
ФИЗИКА
ИСТОРИЯ
МУЗЫКА
Аликин Петр
4
5
5
4
4
5
Ботов Иван
3
3
3
3
3
4
Волков Илья
5
5
5
5
5
5
Галкина Нина
4
4
5
2
4
4
УЧЕНИК
Slide 16
Пример таблицы «двоичная матрица»
База данных «Факультативы»
ФАМИЛИЯ
ГЕОЛОГИЯ
ЦВЕТОВОДСТВО
ТАНЦЫ
Русанов
1
0
1
Семенов
1
1
0
Зотова
0
1
1
Шляпина
0
0
1
Slide 17
ПРИМЕРЫ ГРАФИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
x
1
A
y
y
&
1
x
B
1
z
Диск:
A
B
z
Slide 18
ПРИМЕРЫ ТАБЛИЧНЫХ МОДЕЛЕЙ
База данных «Домашняя библиотека»
ОБЪЕКТ - СВОЙСТВО
НОМЕР
АВТОР
НАЗВАНИЕ
ГОД
0001
Беляев А. Р.
Человек-амфибия
1987
0002
Кервуд Д.
Бродяги севера
1991
0003
Тургенев И. С.
Повести и рассказы
ДЕНЬ
0006
Тынянов Ю. Н.
Кюхля
0007
Толстой Л. Н.
0008
Беляев А. Р.
ПОЛКА
1982
ОСАДКИ
Снег
15.03.04
Повести и рассказы
16.03.04
Избранное
17.03.04
5
База данных «Погода»
1979
1986
Без осадков
1994
Туман
7
ТЕМПЕРАТУРА
1
(градусы С)
1
- 3,5
1
0
7
1,0
ДАВЛЕНИЕ
(мм рт.ст.)
ВЛАЖНОСТЬ
(проценты)
746
67
750
62
740
100
База данных «Успеваемость»
РУССКИЙ
АЛГЕБРА
ХИМИЯ
ФИЗИКА
ИСТОРИЯ
МУЗЫКА
Аликин Петр
4
5
5
4
4
5
Ботов Иван
3
3
3
3
3
4
Волков Илья
5
5
5
5
5
5
УЧЕНИК
ОБЪЕКТ - ОБЪЕКТ
ДВОИЧНАЯ МАТРИЦА
База данных «Факультативы»
ФАМИЛИЯ
ГЕОЛОГИЯ
ЦВЕТОВОДСТВО
ТАНЦЫ
Русанов
1
0
1
Семенов
1
1
0
Зотова
0
1
1
Slide 19
ТИПЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ
Компьютерная математическая модель
Имитационное моделирование
Компьютерная математическая модель – это
программа,
реализующая
расчеты
состояния
моделируемой системы по ее математической
модели.
Имитационное
моделирование
воспроизводит
поведение
сложной
системы, элементы которой могут вести
себя случайным образом (поведение
которых предсказать нельзя).
Математическая модель
Численные методы
Управление сложными
объектами и процессами в
режиме реального времени
Вычислительный
эксперимент
Пример модели системы массового
обслуживания (системы скорой помощи)
Задачи,
решаемые
с
помощью
имитационных моделей массового
обслуживания, заключаются в поиске
режимов работы служб, уменьшающих
время ожидания клиентов.
Slide 20
СИСТЕМНОСТЬ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА
СИСТЕМА – это объект, состоящий из множества взаимосвязанных
элементов и существующий как единое целое.
Иерархичность мира
........
СТРУКТУРА – это определенный порядок
объединения
элементов,
составляющих
систему
Вид
Организм
Клетка
Молекула
Атом
........
Всякая
система
является подсистемой
по отношению к другой
более крупной системе
СИСТЕМНЫЙ ЭФФЕКТ
–
целое
больше суммы своих частей (принцип
эмерджентности).
Система
приобретает
свойства, не присущие ее элементам
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД – во всяком
объекте исследования или воздействия
нужно видеть систему, учитывать его
системные связи
Slide 21
ГРАФЫ
Ненаправленный
граф
Дачи
ВЕРШИНА графа
д. Елово
Связи между элементами (вершинами) графа
называются отношениями
ст. Озерная
ст. Подгорная
Отношение:
«соединение дорогой»
д. Бобры
Ориентированный граф
Лев Нилыч
РЕБРО (симметричная связь)
Устройство
компьютера
Начальная
вершина
ДУГА (несимметричная связь)
Процессор
Ус-во ввода
Ус-во вывода
Отношение:
«быть дедушкой»
Память
Алеша
Конечная
вершина
Управление работой
Передача информации
Slide 22
ИЕРАРХИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
ИНСТИТУТ
Первый
уровень
Второй
уровень
ФИЗИЧЕСКИЙ
ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра
теоретической
физики
Кафедра
общей
физики
ХИМИЧЕСКИЙ
ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра
неорганической
химии
Корень
...........
ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра
органической
химии
Ветви
Кафедра
.........
Листья
Slide 23
СЕТЕВЫЕ МОДЕЛИ
Иванов
Танцы
Петров
Геология
ИЗО
Сидоров
Программирование
Матвеев
Физика
Химия
Факультативы
Танцы
Геология
ИЗО
Программирование
Физика
Химия
Иванов
1
0
0
0
1
0
Петров
0
1
1
1
0
0
Сидоров
0
0
0
1
0
1
Матвеев
0
0
0
1
1
1
Slide 24
ОБЪЕКТНО – ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ
Свойства объекта
Имя объекта
Поведение объекта
Совокупность
признаков,
которые
отличают
данный
объект от других объектов
ОБЪЕКТ – это
часть окружающей нас
действительности
Действия,
которые
могут
выполняться над объектом или
которые может выполнять сам
объект
• Имя (Иванов Иван Иванович)
• Стаж работы (10 лет)
• Читаемый курс (Математика)
• Объем (10 Гб)
• Количество занятой памяти (5 Гб)
• Имя (main.doc)
• Дата создания (20 июня 2002 года)
• Объем занимаемой памяти (50 Кб)
• Местоположение (C:\ Documents)
Мой
преподаватель
Мой жесткий
диск
Важный
документ
• Чтение лекции
• Прием экзамена
• Проведение консультации
• Форматирование
• Копирование
• Открытие
• Чтение
• Запись
• Копирование
• Переименование
Slide 25
КЛАССЫ ОБЪЕКТОВ
Насекомые
Крылатые
Мотыльки
Транспорт
Бескрылые
Бабочки
Мухи
Автомобиль
Грузовик
Корабль
Авианосец
Самолет
Slide 26
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
Поведение
ТРАНСПОРТ
Цена
АВТОМОБИЛЬ
Движение
вперед
КОРАБЛЬ
ГРУЗОВИК
САМОЛЕТ
АВИАНОСЕЦ
ОБЪЕКТНО-ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ
Имя класса
Имя экземпляра класса
Автомобиль
Мой автомобиль
Автомобиль
Автомобиль друга
Автомобиль
Машина соседа
Свойства
Значения свойств
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 27
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
Поведение
ТРАНСПОРТ
Цена
АВТОМОБИЛЬ
АВТОМОБИЛЬ
Свойства
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
КОРАБЛЬ
Движение
вперед
САМОЛЕТ
Поведение
ГРУЗОВИК
Движение
АВИАНОСЕЦ
вперед
Движение
назад
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 28
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
Поведение
ТРАНСПОРТ
Цена
АВТОМОБИЛЬ
КОРАБЛЬ
ГРУЗОВИК
Свойства
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
Грузоподъемность
Движение
вперед
САМОЛЕТ
АВИАНОСЕЦ
Поведение
Движение
вперед
Движение
назад
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 29
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
Поведение
ТРАНСПОРТ
Цена
АВТОМОБИЛЬ
КОРАБЛЬ
КОРАБЛЬ
Свойства
ГРУЗОВИК
Скорость
Мощность
Цена
Нахождение
Водоизмещение
Движение
вперед
САМОЛЕТ
Поведение
АВИАНОСЕЦ
Движение
вперед
Движение
назад
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 30
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Поведение
Скорость
ТРАНСПОРТ
Мощность
Цена
АВТОМОБИЛЬ
КОРАБЛЬ
Движение
вперед
САМОЛЕТ
АВИАНОСЕЦ
ГРУЗОВИК
Свойства
Скорость
Мощность
Цена
Нахождение
Водоизмещение
Кол-во самолетов
Поведение
Движение
вперед
Движение
назад
Запуск
самолета
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 31
НАСЛЕДОВАНИЕ
Свойства
Скорость
Мощность
ТРАНСПОРТ
Движение
вперед
Цена
АВТОМОБИЛЬ
КОРАБЛЬ
САМОЛЕТ
Свойства
ГРУЗОВИК
Поведение
АВИАНОСЕЦ
Скорость
Мощность
Цена
Поведение
Движение
вперед
Нахождение
Движение
вверх
Максимальная
высота полета
Движение
вниз
НАСЛЕДОВАНИЕ – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого
класса. Класс, свойства и поведение которого наследуются, называется СУПЕРКЛАССОМ (базовым классом).
Производный от суперкласса класс называется ПОДКЛАССОМ.
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.
Slide 32
НАСЛЕДОВАНИЕ
ОБЪЕКТНО-ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ
Имя класса
Автомобиль
Автомобиль
Автомобиль
Имя экземпляра класса
Свойства
Значения свойств
Мой автомобиль
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
130 км / час
85 л. с.
156 000 руб.
Нива
10 000 км
Автомобиль друга
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
200 км / час
95 л. с.
180 000 руб.
ВАЗ 2110
15 000 км
Машина соседа
Скорость
Мощность
Цена
Марка
Пробег
250 км / час
408 л. с.
123 000 $.
Мерседес 600
20 000 км
Объектно-информационная модель (ОИМ) включает в себя описание иерархической системы классов, между
которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств и
действий (поведения), указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – специфичными. Для каждого
объекта, входящего в ОИМ, указывается класс, экземпляром которого он является, а также конкретные значения свойств.