Вид информационной модели зависит от. Виды информационных моделей

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.

Итоговый годовой тест за курс 9 класса. Состоит из блока А, включающего 20 вопросов с выбором одного вариата ответа, блока B, состоящего из 5 вопросов. Рассмотрены основные темы курса по программе Макаровой Н.В.

1 вариант

А1. Модель отражает:

  1. все существующие признаки объекта
  2. некоторые из всех существующих
  3. существенные признаки в соответствии с целью моделирования
  4. некоторые существенные признаки объекта

А2. В информационной модели жилого дома, представленной в виде чертежа (общий вид), отражается его:

  1. структура
  2. стоимость
  3. надежность

А3. Информационной моделью объекта нельзя считать описание объекта-оригинала:

  1. с помощью математических формул
  2. не отражающее признаков объекта-оригинала
  3. в виде двумерной таблицы
  4. на естественном языке

А4. Признание признака объекта существенным при построении его информационной модели зависит от:

  1. цели моделирования
  2. числа признаков
  3. размера объекта
  4. стоимости объекта

А5. В биологии классификация представителей животного мира представляет собой модель следующего вида:

  1. иерархическую
  2. табличную
  3. графическую
  4. математическую

А6. Сколько моделей можно создать при описании Земли:

  1. более 4
  2. множество

А7. Географическую карту следует рассматривать, скорее всего, как модель следующего вида:

  1. математическую
  2. графическую
  3. иерархическую
  4. табличную

А8. В информационной модели компьютера, представленной в виде схемы, отражается его:

  1. структура
  2. форма

А9. Игрушечная машинка - это:

  1. табличная модель
  2. математическая формула
  3. натурная модель
  4. текстовая модель

А10. К информационным моделям, описывающим организацию учебного процесса в школе, можно отнести:

  1. расписание уроков
  2. классный журнал
  3. список учащихся школы
  4. перечень школьных учебников

А11. Сетевой тип информационных моделей применяется для описания ряда объектов:

  1. обладающих одинаковым набором свойств
  2. в определенный момент времени
  3. описывающих процессы изменения и развития систем
  4. связи между которыми имеют произвольный характер

А12. После запуска Excel в окне документа появляется незаполненная….

  1. рабочая книга
  2. тетрадь
  3. таблица
  4. страница

А13. Строки в рабочей книге обозначаются:

  1. римскими цифрами
  2. русскими буквами
  3. латинскими буквами
  4. арабскими цифрами

А14. Имена листов указаны:

  1. в заголовочной строке
  2. в строке состояния
  3. в нижней части окна
  4. в строке формул

А15. Программа OpenOffice.orgCalc используется для...

  1. создания текстовых документов
  2. создания электронных таблиц
  3. создания графических изображений
  4. все варианты верны

А16. Для чего используется функция Sum?

  1. для получения суммы квадратов указанных чисел
  2. для получения суммы указанных чисел
  3. для получения разности сумм чисел
  4. для получения квадрата указанных чисел

А17. Устройство ввода информации с листа бумаги называется:

  1. плоттер;
  2. стример;
  3. драйвер;
  4. сканер;

А18. Какое устройство ПК предназначено для вывода информации?

  1. процессор
  2. монитор
  3. клавиатура
  4. магнитофон

А19. Постоянное запоминающее устройство служит для хранения:

  1. особо ценных прикладных программ
  2. особо ценных документов
  3. постоянно используемых программ
  4. программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов

А20. Драйвер - это

  1. устройство длительного хранения информации
  2. программа, управляющая конкретным внешним устройством
  3. устройство ввода
  4. устройство вывода

Блок В.

B1. В какой последовательности расположатся записи в электронной таблице после сортировки по возрастанию в столбце С? В ответе записать номера из столбца А после сортировки

Ответ: 4123

В2. Что из перечисленного ниже относится к устройствам вывода информации с компьютера? В ответе укажите буквы.

  1. Сканер
  2. Принтер
  3. Плоттер
  4. Монитор
  5. Микрофон
  6. Колонки

Ответ: 2,3,4,6

Назначение Устройство
1. Устройство ввода а) монитор
2. Устройства вывода б) принтер
в) дискета
г) сканер
д) дигитайзер

Ответ: 1г,д 2а,б

В4. В ответе укажите номера тех функций, которые относятся к категории статистические:

  1. СРЗНАЧ

Ответ: 1,2,4

В5. Для каждой модели из первой колонки определите, к какому типу она относится.

Ответ: 1г, 2а, 3а, 4г, 5г, 6а, 7б

2 Вариант

Блок А. Выберите один вариант ответа.

А1. Иерархический тип информационных моделей применяется для описания ряда объектов:

  1. обладающих одинаковым набором свойств;
  2. связи между которыми имеют произвольный характер;
  3. в определенный момент времени;
  4. распределяемых по уровням: от первого (верхнего) до нижнего(последнего);

А2. Модель человека в виде детской куклы создана с целью:

  1. изучения
  2. познания
  3. рекламы

А3. Сколько моделей можно создать при описании Луны:

  1. множество

А4. Математическая модель объекта - это описание объекта-оригинала в виде:

  1. текста
  2. формул
  3. схемы
  4. таблицы

А5. Табличная информационная модель представляет собой описание моделируемого объекта в виде:

  1. совокупности значений, размещенных в таблице
  2. графиков, чертежей, рисунков
  3. схем и диаграмм
  4. системы математических формул

А6. К числу математических моделей относится:

  1. формула корней квадратного уравнения
  2. милицейский протокол
  3. правила дорожного движения
  4. кулинарный рецепт

А7. Компьютерная имитационная модель ядерного взрыва не позволяет:

  1. обеспечить безопасность исследователей
  2. провести натурное исследование процессов
  3. уменьшить стоимость исследований
  4. получить данные о влиянии взрыва на здоровье человека

А8. Макет скелета человека в кабинете биологии используют с целью:

  1. объяснения известных фактов
  2. проверки гипотез
  3. получения новых знаний

А9. С помощью имитационного моделирования нельзя изучать:

  1. процессы психологического взаимодействия людей
  2. траектории движения планет и космических кораблей
  3. инфляционные процессы в промышленно-экономических системах
  4. тепловые процессы, протекающие в технических системах

А10. В информационной модели автомобиля, представленной в виде такого описания: "по дороге, как ветер, промчался лимузин", отражается его:

  1. форма
  2. скорость

А11. В качестве примера модели поведения можно назвать:

  1. правила техники безопасности в компьютерном классе
  2. список учащихся школы
  3. план классных комнат
  4. план эвакуации при пожаре

А12. Группу ячеек, образующих прямоугольник в электронных таблицах называют:

  1. прямоугольником ячеек
  2. диапазоном ячеек
  3. интервалом ячеек
  4. ярлыком

А13. Основным элементом электронных таблиц является

  1. ячейка
  2. строка
  3. столбец
  4. таблица

А14. В электронных таблицах формула не может включать в себя

  1. числа
  2. имена ячеек
  3. текст
  4. знаки арифметических операций

А15. С какого символа начинается формула в электронных таблицах?

  1. пробел
  2. всё равно с какого

А16. Что делает Excel, если в составленной формуле содержится ошибка?

  1. возвращает 0 как значение ячейки
  2. выводит сообщение о типе ошибки как значение ячейки
  3. исправляет ошибку в формуле
  4. удаляет формулу с ошибкой

А17. Корпуса персональных компьютеров бывают:

  1. горизонтальные и вертикальные
  2. внутренние и внешние

А18. Сканеры бывают:

  1. горизонтальные и вертикальные
  2. внутренние и внешние
  3. ручные, роликовые и планшетные
  4. матричные, струйные и лазерные

А19. Принтеры не могут быть:

  1. планшетными
  2. матричными
  3. лазерными
  4. струйными

А20. Перед отключением компьютера информацию можно сохранить

  1. в оперативной памяти
  2. во внешней памяти
  3. в контроллере магнитного диска
  4. в ПЗУ

Блок В.

Ответ: 4123

В2. Что из перечисленного ниже относится к устройствам ввода информации в компьютер? В ответе укажите цифры.

  1. Сканер
  2. Принтер
  3. Плоттер
  4. Монитор
  5. Микрофон
  6. Колонки

В3. При определении соответствия для всех элементов 1-го столбца, обозначенных цифрой, указывается один элемент 2-го столбца, обозначенный буквой. При этом один элемент 2-го столбца может соответствовать нескольким элементам 1-го столбца (для заданий множественного соответствия) или не соответствовать ни одному из элементов 1-го столбца (для заданий однозначного соответствия).

Ответ: 1г,д 2а,б

В4. В ответе укажите номера тех функций, которые относятся к категории логические:

  1. СРЗНАЧ

В5. Определите, какие из перечисленных моделей материальные (физические, натурные), а какие информационные. Укажите номера материальных моделей.

  1. Макет декарационного оформления театральной постановки.
  2. Эскизы костюмов к театральному спектаклю.
  3. Географический атлас.
  4. Объёмная модель молекулы воды.
  5. Уравнение химической реакции, например CO2 + 2 NaOH = Na2CO3 +H2O
  6. Макет скелета человека.
  7. Формула определения площади квадрата со стороной h: S = h2
  8. Расписание движения поездов.
  9. Игрушечный паровоз.
  10. Схема метрополитена
  11. Оглавление книги.

Ответ: а,г,е,и

3 Вариант

Блок А. Выберите один вариант ответа.

А1. Вставьте пропущенное слово. "Можно узнать незнакомого человека, если есть... его внешности":

  • описание
  • макет
  • муляж

А2. Удобнее всего использовать при описании траектории движения объекта (физического тела) информационную модель следующего вида:

  1. структурную
  2. табличную
  3. текстовую
  4. графическую

А3. Расписание движения поездов может рассматриваться как пример модели следующего вида:

  1. натурной
  2. табличной
  3. графической
  4. компьютерной

А4. В информационной модели облака, представленной в виде черно-белого рисунка, отражается его:

  1. форма
  2. плотность

А5. При описании внешнего вида объекта удобнее всего использовать информационную модель следующего вида:

  1. структурную
  2. графическую
  3. математическую
  4. текстовую

А6. Модель человека в виде манекена в витрине магазина используют с целью:

  1. продажи
  2. рекламы
  3. развлечения
  4. описания

А7. К числу документов, представляющих собой информационную модель управления государством, можно отнести:

  1. Конституцию РФ
  2. географическую карту России
  3. Российский словарь политических терминов
  4. схему Кремля

А8. Рисунки, карты, чертежи, диаграммы, схемы, графики представляют собой модели следующего вида:

  1. табличные информационные
  2. математические
  3. натурные
  4. графические информационные

А9. Динамическая информационная модель - это модель, описывающая:

  1. состояние системы в определенный момент времени
  2. объекты, обладающие одинаковым набором свойств
  3. процессы изменения и развития системы
  4. систему, в которой связи между элементами имеют произвольный характер

А10. Генеалогическое дерево династии Рюриковичей представляет собой модель следующего вида:

  1. натурную
  2. иерархическую
  3. графическую
  4. табличную

А11. Правильный порядок указанных этапов математического моделирования процесса:

  1. анализ результата;
  2. проведение исследования;
  3. определение целей моделирования;
  4. поиск математического описания.

Соответствует последовательности:

  1. 3-4-2-1
  2. 1-2-3-4
  3. 2-1-3-4
  4. 3-1-4-2

А12. Заголовки столбцов в электронных таблицах обозначаются:

  1. арабскими цифрами
  2. латинскими буквами
  3. римскими цифрами
  4. лист 1, лист 2 и т. д.

А13. В электронных таблицах имя ячейки образуется:

  1. из имени столбца
  2. из имени строки
  3. из имени столбца и строки
  4. произвольно

А14. Что из перечисленного не является характеристикой ячейки?

  1. адрес
  2. размер
  3. значение

А15. На основе чего строится любая диаграмма?

  1. книги Excel
  2. графического файла
  3. текстового файла
  4. данных таблицы

А16. Какое форматирование применимо к ячейкам в Excel?

  1. обрамление и заливка
  2. выравнивание текста и формат шрифта
  3. тип данных, ширина и высота
  4. все варианты верны

А17. В каком устройстве ПК производится обработка информации?

  1. внешняя память
  2. дисплей
  3. процессор

А18. Устройство ввода информации - джойстик - используется:

  1. для компьютерных игр;
  2. при проведении инженерных расчётов;
  3. для передачи графической информации в компьютер;
  4. для передачи символьной информации в компьютер;

А19. Мониторов не бывает

  1. монохромных
  2. жидкокристаллических
  3. на основе ЭЛТ
  4. инфракрасных

А20. К внешней памяти относятся:

  1. модем, диск, кассета
  2. кассета, оптический диск, магнитофон
  3. диск, кассета, оптический диск
  4. мышь, световое перо, винчестер

Блок В.

B1. В какой последовательности расположатся записи в электронной таблице после сортировки по возрастанию в столбце С? В ответе записать номера из столбца А после сортировки.

Ответ: 4123

В2. Что из перечисленного ниже относится к носителям информации? В ответе укажите буквы.

  1. Сканер
  2. флеш-карта
  3. Плоттер
  4. жесткий диск
  5. Микрофон

Ответ: б,г

В3. При определении соответствия для всех элементов 1-го столбца, обозначенных цифрой, указывается один элемент 2-го столбца, обозначенный буквой. При этом один элемент 2-го столбца может соответствовать нескольким элементам 1-го столбца (для заданий множественного соответствия) или не соответствовать ни одному из элементов 1-го столбца (для заданий однозначного соответствия).

Ответ: 1г,е 2а,б,в,д

В4. С данными каких форматов работает MS Excel. Записать номера ответов

  1. текстовый
  2. числовой
  3. денежный
  4. время

Ответ: 1,2,3,4,5

В5. Установите правильный порядок соответствия в таблице моделирования

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

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).

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.

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

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 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.

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).

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.