Моделирование и формализация. Типы и виды информационных моделей.

Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы недоступные для восприятия. Например, глобус – модель земли. Роль моделей в проектировании велика. Без предварительного создания чертежа невозможно изготовить даже простую детальные говоря уж о сложном механизме. Например, чертежи зданий, макеты самолетов. Теоретические модели отражают строение, свойства и поведение реальных объектов. Адекватность теоретических моделей законам реального мира, проверяется с помощью опытов и экспериментов.

Моделирование – это метод познания, состоящий в создании в создании и исследовании моделей.

В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследования свойства. Например, при создании модели самолета не важен его цвет.

Модель – это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления, процесса.

Объект может иметь несколько моделей, например, карты земли – политические, физические. Климатические. Также разные объекты могут иметь одну модель, например, материальная точка. Модели делятся на классы: материальные и информационные. Материальные модели воспроизводят математические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (анатомические муляжи. Модели кристаллических решеток). Информационные модели представляют объекты и процессы в образной (рисунки, фотографии) и знаковой форме (текстовые документы).

Формализация – это построение формальных информационных моделей с помощью формальных языков одним из наиболее используемых формальных языков является математика.

Математические модели – это модели построенные с использованием математических понятий и формул. Язык математики – это совокупность формальных языков.

Логические модели – это модели. Построенные с использованием языка алгебры логики.

Визуализация – это наглядное изображение формальных моделей. Например, для визуализации алгоритмов используется блок-схема. Также при визуализации с помощью анимации можно отобразить динамику процесса, построение графика и другое, а так же можно изменять параметры и смотреть на изменение процесса.

Типы информационных моделей.

Информационные модели делятся на статические (модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени) и динамические (модели описывающие процесс изменения и развития системы во времени).

Информационные модели отражают различные типы систем. Для описания систем с различными структурами применяют различные типы моделей: табличные, иерархические и сетевые.

· табличные информационные модели. Этот тип моделей применяется для описания объектов, обладающих одинаковым набором свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статистические, так и динамические модели. В табличных моделях перечень однотипных свойств или объектов размещается в правом столбце либо в первой строке таблицы, а их значения записываются в последующих строках или столбцах таблицы.

· Иерархические информационные модели. Некоторые группы объектов обладают определенными общими свойствами отличающими их от других объектов. Группа объектов, обладающих одинаковыми общими свойствами, называются классом объектов. Внутри класса могут быть выделены подклассы. В процессе такой систематизации объектов выстраиваются информационные модели, имеющие иерархическую структуру. В иерархических информационных моделях элементы располагаются по уровням, начиная верхним и заканчивая нижним. На верхним уровне может располагаться только один элемент, который является вершиной иерархической структурой. Каждый объект высокого уровня может состоять из нескольких объектов более низкого уровня. Элементы низкого уровня могут принадлежать только одному элементу высокого уровня.

· Сетевые информационные модели. Этот тип моделей применяется для отражения систем со сложной структурой. В таких системах связи между элементами имеют произвольный характер. Примером такой модели будет модель, описывающая функционирование глобальной сети интернет. Различные региональные части сети. Связанные между собой высокоскоростными линиями связи. При этом одни региональные части сети могут напрямую связываться со всеми остальными частями, а другие могут связываться только через других участников сети.

Основные определения:

Модель– некоторое упрощенное подобие реального объекта, который отражает существенные особенности (свойства) изучаемого реального объекта, явления или процесса