Описание задачи l. Задача формулируется на обычном языке; Если завтра утром группа выйдет из туристического лагеря в 10 часов утра, ребята успеют на 12 -часовую электричку? l. Определяется объект моделирования; l. Представляется конечный результат. l. По характеру постановки задачи можно разделить на две основные группы: l «Что будет, если? » (исследовать изменение характеристик объекта при воздействии на него) Как изменится скорость автомобиля через 6 сек, если он движется прямолинейно и равноускоренно с начальной скоростью 3 м/с и ускорением 0, 5 м/с2? l «Как сделать, чтобы? » (какое произвести воздействие, чтобы параметры объекта удовлетворяли заданному условию?) Какого объёма должен быть воздушный шар, наполненный газом гелием, чтобы он мог подняться с грузом 100 кг?
Определение целей моделирования l l Цели определяются в соответствии с поставленной задачей; Поставленные цели оказывают направляющее влияние на весь процесс моделирования.
Например, рассмотрим модель самолета: для кассира по продажам авиабилетов существенными признаками будут расположение рядов кресел, количество кресел в ряду, стоимость билета для каждого места, наличие свободных мест; для авиадиспетчера существенные признаки – скорость и высота самолета, направление и вид движения, взаиморасположение с другими самолетами, находящимися в контролируемом районе; для технолога цеха, где происходит сборка самолета существенные признаки – наименование и количество деталей, порядок и способ их соединения, необходимое оборудование для обеспечения заданной надежности соединений, и прочее.
Анализ объекта Чётко выделяются моделируемый объект и его основные свойства. Результат анализа объекта появляется в процессе выявления его составляющих (элементарных объектов) и определения связей между ними.
Хорошо поставленная задача: описаны все связи между исходными данными и результатом известны все исходные данные решение существует задача имеет единственное решение Примеры плохо поставленных задач: Винни Пух и Пятачок построили ловушку для слонопотама. Удастся ли его поймать? Малыш и Карлсон решили по–братски разделить два орешка – большой и маленький. Как это сделать? Найти максимальное значение функции y = x 2 (нет решений). Найти функцию, которая проходит через точки (0, 1) и (1, 0) (неединственное решение).
Разработка информационной модели l l Выделяются объекты моделирования и дается их развернутое содержательное описание (природа объектов, их зависимости, связи, свойства, характеристики); Учитываются только существенные свойства в зависимости от выбранной цели;
Задача «Движение автомобиля» Что моделируется? - Процесс движения объекта «автомобиль» Вид движения - Равноускоренное Что известно о движении? - Начальная скорость (v 0), ускорение (а), максимальная развиваемая автомобилем скорость (vmax) Что надо найти? - Скорость (vj) в заданные моменты времени (ti) Как задаются моменты времени? - От нуля через равные интервалы (t 2 -t 1) Это ограничивает расчеты? - vi
l l В результате выстраивается описательная информационная модель, т. е. вербальная; Формализация модели. Переход от описательной модели к конкретному математическому наполнению. Указывается перечень параметров, которые влияют на поведение объекта – исходные данные, и которые желательно получить – результат. Формализуются зависимости между выделенными параметрами, накладываются ограничения на их допустимые значения. Результат – математическая модель.
Движение автомобиля. Информационная модель Объект моделирования Параметры Название Процесс движения автомобиля vo - начальная скорость; t - интервал изменения времени; а - ускорение; vmax- максимально развиваемая автомобилем скорость ti - время движения; vi - значения скорости Значения Исходные данные Расчетные данные Результаты
Разработка компьютерной модели l l Формализованная модель преобразуется в компьютерную с помощью множества программных комплексов и сред (графические среды, текстовые редакторы, среды программирования, электронные таблицы и пр.); От выбора программной среды зависит алгоритм построения компьютерной модели и форма его представления.
III этап. Компьютерный эксперимент l l План моделирования – должен чётко отражать последовательность работы с моделью Технология моделирования
План моделирования (последовательность работы с моделью) l l Так как модель может содержать ошибки, то первым пунктом в плане моделирования всегда разработка теста, а затем – тестирование модели. В программировании это трансляция и отладка программы; Можно использовать тестовый набор исходных данных, для которых конечный результат заранее известен;
Тестирование - это проверка модели на простых исходных данных с известным результатом. Примеры: устройство для сложения многозначных чисел – проверка на однозначных числах модель движения корабля – если руль стоит ровно, курс не должен меняться; если руль повернуть влево, корабль должен идти вправо модель накопления денег в банке – при ставке 0% сумма не должна изменяться.
Технология моделирования (исследование модели) l Исследование заключается в проведении серии экспериментов, удовлетворяющих целям моделирования. l Эксперимент – это опыт, который производится с объектом или моделью. Он заключается в выполнении некоторых действий, чтобы определить, как реагирует экспериментальный образец на эти действия. l Эксперимент сопровождается осмыслением итогов. Это служит основой для анализа результатов принятия решений.
Примеры: устройство для сложения чисел – работа с многозначными числами модель движения корабля – исследование в условиях морского волнения модель накопления денег в банке – расчеты при ненулевой ставке
IV этап. Анализ результатов моделирования l l l Нужно ответить на вопрос: «Продолжать исследование, либо заканчивать? » Если результаты не соответствуют целям поставленной задачи, значит на предыдущих этапах были допущены ошибки (неправильно отобранные свойства объекта, ошибки в формулах на этапе формализации, неудачный метод или среда моделирования, нарушение технологических приемов при построении модели). Если ошибки выявлены, то требуется корректировка модели, т. е. возврат к одному из предыдущих этапов. Процесс повторяется до тех пор, пока результаты эксперимента не будут отвечать целям моделирования.
Источники: l l l l Макарова Н. В. Информатика 9 – Санкт-Петербург: Питер, 2007. Макарова Н. В. Информатика 7 -9 Задачник по моделированию – Санкт-Петербург: Питер, 2007. Шелепаева А. Х. Поурочные разработки по информатике. – М. : ВАКО, 2007 Филиппова Е. В. Этапы компьютерного моделирования, – Поляков К. Ю. Модели и моделирование, – http: //kpolyakov. narod. ru/index. htm Конспект урока «Этапы компьютерного моделирования» – http: //ivan 101. narod. ru/gos/pril/18 etapy-postr-modeley. htm Пособие «Моделирование» , – http: //umk-model. narod. ru/p 6. html
Слайд 1
Компьютерное моделирование
Презентация Башмаковой Ульяны
Слайд 2
Компьютерная модель (англ. computer model), или численная модель (англ. computational model) - компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров(вычислительных узлов), реализующая представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем.
Слайд 3
О компьютерном моделировании
компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования и применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний о моделируемом объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования.
Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить т. н. вычислительные эксперименты, в тех случаях когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет определить основные факторы, определяющие свойства изучаемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения ее параметров и начальных условий.
Слайд 4
Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов - сначала создание качественной, а затем и количественной модели. Чем больше значимых свойств будет выявлено и перенесено на компьютерную модель - тем более приближенной она окажется к реальной модели, тем большими возможностями сможет обладать система, использующая данную модель. Компьютерное же моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и т. д.
Различают аналитическое и имитационное моделирование. При аналитическом моделировании изучаются математические (абстрактные) модели реального объекта в виде алгебраических, дифференциальных и других уравнений, а также предусматривающих осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению. При имитационном моделировании исследуются математические модели в виде алгоритма(ов), воспроизводящего функционирование исследуемой системы путем последовательного выполнения большого количества элементарных операций.
Слайд 5
Преимущества компьютерного моделирования
Компьютерное моделирование дает возможность:
расширить круг исследовательских объектов - становится возможным изучать не повторяющиеся явления,явления прошлого и будущего,объекты,которые не воспроизводятся в реальных условиях;
визуализировать объекты любой природы,в том числе и абстрактные;
исследовать явления и процессы в динамике их развертывания;
управлять временем(ускорять,замедлять и т.д);
совершать многоразовые испытания модели,каждый раз возвращая её в первичное состояние;
получать разные характеристики объекта в числовом или графическом виде;
находить оптимальную конструкцию объекта, не изготовляя его пробных экземпляров;
проводить эксперименты без риска негативных последствий для здоровья человека или окружающей среды.
Слайд 6
Основные этапы компьютерного моделирования
Название этапа Исполнение действий
1. Постановка задачи и её анализ 1.1. Выяснить, с какой целью создается модель.1.2. Уточнить, какие исходные результаты и в каком виде следует их получить.
1.3. Определить, какие исходные данные нужны для создания модели.
2. Построение информационной модели 2.1. Определить параметры модели и выявить взаимосвязь между ними.2.2. Оценить, какие из параметров влиятельные для данной задачи, а какими можно пренебрегать.
2.3. Математически описать зависимость между параметрами модели.
34. Разработка метода и алгоритма реализации компьютерной модели 3.1. Выбрать или разработать метод получения исходных результатов.3.2. Составить алгоритм получения результатов по избранным методам.
3.3. Проверить правильность алгоритма.
4. Разработка компьютерной модели 4.1. Выбрать средства программной реализации алгоритма на компьютере.4.2. Разработать компьютерную модель.
4.3. Проверить правильность созданной компьютерной модели.
5. Проведение эксперимента 5.1. Разработать план исследования.5.2. Провести эксперимент на базе созданной компьютерной модели.
5.3. Проанализировать полученные результаты.
5.4. Сделать выводы насчет свойств прототипа модели.
Слайд 7
В процессы проведения эксперимента может выясниться, что нужно:
скорректировать план исследования;
выбрать другой метод решения задачи;
усовершенствовать алгоритм получения результатов;
уточнить информационную модель;
внести изменения в постановку задачи.
В таком случае происходит возвращение к соответствующему этапу и процесс начинается снова.
Слайд 8
Практическое применение Компьютерное моделирование применяют для широкого круга задач, таких как: анализ распространения загрязняющих веществ в атмосфере; проектирование шумовых барьеров для борьбы с шумовым загрязнением; конструирование транспортных средств; полетные имитаторы для тренировки пилотов; прогнозирование погоды; эмуляция работы других электронных устройств; прогнозирование цен на финансовых рынках; исследование поведения зданий, конструкций и деталей под механической нагрузкой; прогнозирование прочности конструкций и механизмов их разрушения; проектирование производственных процессов, например химических; стратегическое управление организацией; исследование поведения гидравлических систем: нефтепроводов, водопровода; моделирование роботов и автоматических манипуляторов; моделирование сценарных вариантов развития городов; моделирование транспортных систем; конечно-элементное моделирование краш-тестов; моделирование результатов пластических операций;
В настоящее время моделирование составляет неотъемлимую часть
современной фундаментальной и прикладной науки, причем по важности оно
приближается к традиционным экспериментальным и теоретическим методам
научного познания.
Цель курса - расширить представления студентов о моделировании как методе
научного познания, о использовании компьютера как инструмента научноисследовательской деятельности.
Процесс моделирования требует проведения математических вычислений,
которые в подавляющем большинстве случаев являются весьма сложными. Для
разработки программ, позволяющих моделировать тот или иной процесс, от
обучающихся потребуется не только знание конкретных языков
программирования, но и владение методами вычислительной математики. При
изучении данного курса представляется целесообразным использовать пакеты
прикладных программ для математических и научных расчетов,
ориентированные на широкий круг пользователей.
математического моделирования с развитием информационных компьютерных
технологий стало самостоятельной и важной областью применения
компьютеров. В настоящее время компьютерное моделирование в научных и
практических исследованиях является одним из основных методов познания.
Без компьютерного моделирования сейчас невозможно решение крупных
научных и экономических задач. Выработана технология исследования сложных
проблем, основанная на построении и анализе с помощью вычислительной
техники математической модели изучаемого объекта.
Такой метод исследования называется вычислительным
экспериментом. Вычислительный эксперимент применяется практически во
всех отраслях науки - в физике, химии, астрономии, биологии, экологии, даже в
таких сугубо гуманитарных науках как психология, лингвистика и филология,
кроме научных областей вычислительные эксперименты широко применяются в
экономике, в социологии, в промышленности, в управлении.План вебинара:
1. Компьютерное моделирование как метод научного
познания
2. Классификация моделей
3. Основные понятия КМ
4. Этапы компьютерного моделирования1. Компьютерное моделирование как метод научного познания
Курс Компьютерное моделирование - это новый и довольно сложный курс в
цикле информационных дисциплин. Постольку, поскольку курс КМ является
междисциплинарным курсом для его успешного освоения требуется наличие самых
разнообразных знаний: во-первых, знаний в выбранной предметной области - если
мы моделируем физические процессы, мы должны обладать определенным уровнем
знания законов физики, моделируя экологические процессы - биологических
законов, моделируя экономические процессы - знанием законов экономики, кроме
того, т.к. компьютерное моделирование использует практически весь аппарат
современной математики, предполагается знание основных математических
дисциплин - алгебры, матанализа, теории дифференциальных уравнений,
матстатистики, теории вероятности.
Для решения математических задач на компьютере необходимо владеть в
полном объеме численными методами решения нелинейных уравнений, систем
линейных уравнений, дифференциальных уравнений, уметь аппроксимировать и
интерполировать функции. И, конечно же, предполагается свободное владение
современными информационными технологиями, знание языков программирования
и владение навыками разработки прикладных программ.Проведение вычислительного эксперимента имеет ряд преимуществ перед
так называемым натурным экспериментом:
- для ВЭ не требуется сложного лабораторного оборудования;
- существенное сокращение временных затрат на эксперимент;
- возможность свободного управления параметрами, произвольного их
изменения, вплоть до придания им нереальных, неправдоподобных
значений;
- возможность проведения вычислительного эксперимента там, где
натурный эксперимент невозможен из-за удаленности исследуемого
явления в пространстве (астрономия) либо из-за его значительной
растянутости во времени (биология), либо из-за возможности внесения
необратимых изменений в изучаемый процесс.Также широко используется КМ в образовательных и учебных целях.
КМ - наиболее адекватный подход при изучении предметов
естественнонаучного цикла, изучение КМ открывает широкие возможности
для осознания связи информатики с математикой и другими науками естественными и социальными.
Учитель может использовать на уроке готовые компьютерные
модели для демонстрации изучаемого явления, будь это движение
астрономических объектов или движение атомов или модель молекулы или
рост микробов и т.д., также учитель может озадачить учеников разработкой
конкретных моделей, моделируя конкретное явление ученик не только освоит
конкретный учебный материал, но и приобретет умение ставить проблемы и
задачи, прогнозировать результаты исследования, проводить разумные оценки,
выделять главные и второстепенные факторы для построения моделей,
выбирать аналогии и математические формулировки, использовать компьютер
для решения задач, проводить анализ вычислительных экспериментов.
Таким образом, применение КМ в образовании позволяет сблизить
методологию учебной деятельности с методологией научно-исследовательской
работы, что должно быть интересно вам, как будущим педагогам.2. Классификация моделей
В зависимости от средств построения различают следующие классы моделей:
- словесные или описательные модели их также в некоторой литературе называют
вербальными или текстовыми моделями (например, милицейский протокол с места
проишествия, стихотворение Лермонтова "Тиха украинская ночь");
- натурные модели (макет Солнечной системы, игрушечный кораблик);
- абстрактные или знаковые модели. Интересующие нас математические модели
явлений и компьютерные модели относятся как раз к этому классу.
Можно классифицировать модели по предметной области:
- физические модели,
- биологические,
- социологические,
- экономические и т.д.
Классификация модели по применяемому математическому аппарату:
- модели, основанные на применении обыкновенных дифференциальных уравнений;
- модели, основанные на применении уравнений в частных производных;
- вероятностные модели и т.д.В зависимости от целей моделирования различают:
- Дескриптивные модели (описательные) описывают моделируемые объекты и
явления и как бы фиксируют сведения человека о них. Примером может служить
модель Солнечной системы, или модель движения кометы, в которой мы
моделируем траекторию ее полета, расстояние, на котором она пройдет от Земли
У нас нет никаких возможностей повлиять на движение кометы или движение
планет Солнечной системы;
- Оптимизационные модели служат для поиска наилучших решений при
соблюдении определенных условий и ограничений. В этом случае в модель
входит один или несколько параметров, доступных нашему влиянию, например,
известная задача коммивояжера, оптимизируя его маршрут, мы снижаем
стоимость перевозок. Часто приходится оптимизировать процесс по нескольким
параметрам сразу, причем цели могут быть весьма противоречивы, например,
головная боль любой хозяйки - как вкуснее, калорийнее и дешевле накормить
семью;
- Игровые модели (компьютерные игры);
- Обучающие модели (всевозможные тренажеры);
- Имитационные модели (модели, в которых сделана попытка более или менее
полного и достоверного воспроизведения некоторого реального процесса,
например, моделирование движения молекул в газе, поведение колонии
микробов и т.д.).Существует также классификация моделей в
зависимости от их изменения во времени. Различают:
-Статические модели - неизменные во времени;
- Динамические модели - состояние которых меняется
со временем.3. Основные понятия КМ
Модель - искусственно созданный объект, который воспроизводит в определенном
виде реальный объект - оригинал.
Компьютерная модель - представление информации о моделируемой системе
средствами компьютера.
Система - совокупность взаимосвязанных элементов, обладающих свойствами,
отличными от свойств отдельных элементов.
Элемент - это объект, обладающий свойствами, важными для целей моделирования.
В компьютерной модели свойства элемента представляются величинами характеристиками элемента.
Связь между элементами описывается с помощью величин и алгоритмов, в частности
вычислительных формул.Состояние системы представляется в компьютерной модели набором
характеристик элементов и связей между элементами.
Структура данных, описывающих состояние, не зависит от конкретного
состояния и не меняется при смене состояний, меняется только значение
характеристик.
Если состояния системы функционально зависят от некоторого
параметра, то процессом называют набор состояний, соответствующий
упорядоченному изменению параметра.
Параметры в системе могут меняться как непрерывно, так и дискретно.
В компьютерной модели изменение параметра всегда дискретно. Непрерывные
процессы можно моделировать на компьютере, выбирая дискретную серию
значений параметра так, чтобы последовательные состояния мало чем
отличались друг от друга, или, другими словами, минимизируя шаг по времени.Статистические модели - модели, в которых
предоставлена информация об одном состоянии системы.
Динамические модели - модели, в которых предоставлена
информация о состояниях системы и процессах смены
состояний. Оптимизационные, имитационные и
вероятностные модели являются динамическими моделями.
В оптимизационных и имитационных моделях
последовательность смены состояний соответствует
изменению моделируемой системы во времени. В
вероятностных моделях смена состояний определяется
случайными величинами.4. Этапы компьютерного моделирования
Моделирование начинается с объекта изучения. На 1 этапе формируются законы,
управляющие исследованием, происходит отделение информации от реального
объекта, формируется существенная информация, отбрасывается несущественная,
происходит первый шаг абстракции. Преобразование информации определяется
решаемой задачей. Информация, существенная для одной задачи, может оказаться
несущественной для другой. Потеря существенной информации приводит к
неверному решению или не позволяет вообще получить решение. Учет
несущественной информации вызывает излишние сложности, а иногда создает
непреодолимые препятствия на пути к решению. Переход от реального объекта к
информации о нем осмыслен только тогда, когда поставлена задача. В тоже время
постановка задачи уточняется по мере изучения объекта. Т.о. на 1 этапе параллельно
идут процессы целенаправленного изучения объекта и уточнения задачи. Также на
этом этапе информация об объекте подготавливается к обработке на компьютере.Строится так называемая формальная модель явления, которая содержит:
- Набор постоянных величин, констант, которые характеризуют моделируемый
объект в целом и его составные части; называемых статистическим или
постоянными параметрами модели;
- Набор переменных величин, меняя значение которых можно управлять
поведением модели, называемых динамическим или управляющими
параметрами;
- Формулы и алгоритмы, связывающие величины в каждом из состояний
моделируемого объекта;
- Формулы и алгоритмы, описывающие процесс смены состояний моделируемого
объекта.На 2 этапе формальная модель реализуется на компьютере, выбираются
подходящие программные средства для этого, строиться алгоритм решения
проблемы, пишется программа, реализующая этот алгоритм, затем написанная
программа отлаживается и тестируется на специально подготовленных тестовых
моделях.
Тестирование - это процесс исполнения программы с целью выявления
ошибок. Подбор тестовой модели - это своего рода искусство, хотя для этого
разработаны и успешно применяются некоторые основные принципы
тестирования.
Тестирование - это процесс деструктивный, поэтому считается, что тест удачный,
если обнаружена ошибка. Проверить компьютерную модель на соответствие
оригиналу, проверить насколько хорошо или плохо отражает модель основные
свойства объекта, часто удается с помощью простых модельных примеров, когда
результат моделирования известен заранее.На 3 этапе, работая с компьютерной моделью мы осуществляем непосредственно
вычислительный эксперимент. Исследуем, как поведет себя наша модель в том
или ином случае, при тех или иных наборах динамических параметров, пытаемся
прогнозировать или оптимизировать что-либо в зависимости от поставленной
задачи.
Результатом компьютерного эксперимента будет являться информационная
модель явления, в виде графиков, зависимостей одних параметров от других,
диаграмм, таблиц, демонстрации явления в реальном или виртуальном времени
и т.п.Информационное моделирование на современном этапе развития
информатики невозможно без привлечения технических средств, прежде всего
компьютеров и средств телекоммуникаций, без использования программ и
алгоритмов, а также обеспечения условий применения указанных средств на
конкретном рабочем месте, т.е. достижений науки под названием эргономика.
Эргономика – это наука, изучающая взаимодействие человека и машины
в конкретных условиях производственной деятельности с целью
рационализации производства.
Требования эргономики состоят:
в оптимальном распределении функций в системе «человек–машина»;
рациональной организации рабочего места;
соответствии технических средств психофизиологическим, биомеханическим и
антропологическим требованиям;
создании оптимальных для жизнедеятельности и работоспособности человека
показателей производственной среды;
обязательном соблюдении санитарно-гигиенических требований
к условиям труда.В.В. Васильев, Л.А. Симак, А.М. Рыбникова. Математическое и
компьютерное моделирование процессов и систем в среде
MATLAB/SIMULINK. Учебное пособие для студентов и аспирантов. 2008 год.
91 стр.
Компьютерное моделирование физических задач в
Microsoft Visual Basic. Учебник Author: Алексеев Д.В.
СОЛОН-ПРЕСС, 2009 г
Автор: Орлова И.В., Половников В.А.
Издательство: Вузовский учебник
Год: 2008Анфилатов, В. С. Системный анализ в управлении [Текст]: учеб.пособие / В. С.
Анфилатов, А. А. Емельянов, А. А. Кукушкин; под ред. А. А. Емельянова. – М.:
Финансы и статистика, 2002. – 368 с.
Веников, В.А.. Теория подобия и моделирования [Текст] / В. А. Веников, Г. В.
Веников.- М.: Высш.шк., 1984. – 439 с.
Евсюков, В. Н. Анализ автоматических систем [Текст]: учебно-методическое
пособие для выполнения практических заданий / В. Н. Евсюков, А. М.
Черноусова. – 2-е изд., исп. – Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2007. - 179 с.
Зарубин, В. С. Математическое моделирование в технике [Текст]: учеб. для вузов /
Под ред. В. С.Зарубина, А. П. Крищенко. - М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2001. –
496 с.
Колесов, Ю. Б. Моделирование систем. Динамические и гибридные системы [Текст]:
уч. пособие / Ю.Б. Колесов, Ю.Б. Сениченков. - СПб. : БХВ-Петербург, 2006. - 224 с.
Колесов, Ю.Б. Моделирование систем. Объектно-ориентированный подход [Текст] :
Уч. пособие / Ю.Б. Колесов, Ю.Б. Сениченков. - СПб. : БХВ-Петербург, 2006. - 192 с.
Норенков, И. П. Основы автоматизированного проектирования [Текст]: учеб.для
вузов / И. П. Норенков. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. – 360 с.
Скурихин, В.И. Математическое моделирование [Текст] / В. И. Скурихин, В. В.
Шифрин, В. В. Дубровский. - К.: Техника, 1983. – 270 с.
Черноусова, А. М. Программное обеспечение автоматизированных систем
проектирования и управления: учебное пособие [Текст] / А. М. Черноусова, В.
Н. Шерстобитова. - Оренбург: ОГУ, 2006. - 301 с.
Включить эффекты
1 из 22
Отключить эффекты
Смотреть похожие
Код для вставки
ВКонтакте
Одноклассники
Телеграм
Рецензии
Добавить свою рецензию
Аннотация к презентации
Презентация на тему "Компьютерные модели" подготовлена для усвоения видов моделей: предметных и информационных. Презентация помогает в усвоении образных и знаковых моделях, процесса формализации и визуализации моделей, необходимость и способы построения моделей.
- Формы представления моделей
- Предметные модели
- Образные модели
- Знаковые модели
- Визуализация формальных моделей
- Формализация
- Примеры и необходимость моделей
- Пути построения моделей
Для проведения урока учителем
Формат
pptx (powerpoint)
Количество слайдов
Галдин В. А.
Аудитория
Слова
Конспект
Присутствует
Предназначение
Слайд 1
МБОУ ЛСОШ №3 п. Локоть Брасовского р-на.
Учитель: Галдин Василий Алексеевич.
Слайд 2
Модель:
Слайд 3
Формы представления моделей
- предметные (материальные)
- информационные
Слайд 4
Предметные модели
- воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектовв материальном мире (например, глобус, муляжи, модели кристаллических решеток, зданий).
Информационные модели.
- представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.
Слайд 5
Слайд 6
Образные модели:
- рисунки, фотографии и т. д. представляют зрительные образы и фиксируются на каком – то носителе.
Слайд 7
Знаковые модели
- строятся с использованием различных языков (знаковых систем), например, закон Ньютона, таблица Менделеева, карты, графики, диаграммы.
Слайд 8
Визуализация формальных моделей:
- использование различных форм для наглядности (блок – схемы, графы, пространственные чертежи, модели электрических цепей или логических устройств, графики, диаграммы…)
- анимация: динамика, изменение, взаимосвязь между величинами.
Слайд 9
Формализация:
- процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.
- физические информационные модели (закон Ома, электрическая цепь),
- математические модели (алгебра, геометрия, тригонометрия),
- астрономические модели (модель Птолемея и Коперника),
- формальные логические модели (полусумматор, триггер) и т. д.
Слайд 10
Примеры и необходимость моделей:
- наглядная форма изображения (глобус),
- важная роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин, механизмов, зданий или электрических цепей (самолет, автомобиль),
- применение моделей в теоретической науке – теории, законы, гипотезы (модель атома, Земли, солнечной системы),
- применение в художественном творчестве (живопись, скульптура, театральные постановки).
Слайд 11
Пути построения моделей:
- текстовые редакторы,
- графические редакторы,
- презентации,
- Macromedia Flash,
- построение модели с помощью одного из приложений: электронных таблиц, СУБД.
- построение алгоритма решения задачи и его кодировка на одном из языков программирования (Visual Basic, Паскаль, Basic и т. д.)
Слайд 12
Геоинформационные модели
- Планета Земля 4.2
Слайд 13
Задание №1:
Используя программу Graphics построить графики функций:
а) y=cos(x),
б) y=2cos(x),
в) y=cos(x-2),
г) y=cos(x) – 3
- Сохранить как рисунок в формате bmp
- Вставить рисунок в Wordи подписать названия функций
Слайд 14
Слайд 15
- y=cos(x)
- y=2cos(x)
- y=cos(x-2)
- y=cos(x)-3
Слайд 16
Задание №2:
Используя программу Table найти молярную массу веществ (записать данные в тетрадь): а) H2O
б) HNO3
в) HSO4
г) HCl
- Найти и сохранить информацию о химическом элементе: водород и кислород
- Данные поместить в Word
Слайд 17
Слайд 18
Слайд 19
Задание №3:
Слайд 20
Слайд 21
Модель:
- объект, который отражает существенные признаки изучаемого объекта, процесса или явления.
- Образные модели
- Знаковые модели
Слайд 22
Домашнее задание:
- п. 2.1 – 2.4, стр. 80 -86
- записи в тетради.
Посмотреть все слайды
Конспект
МБОУ ЛСОШ №3 п. Локоть
Брасовского р-на
Цели и задачи:
Общеобразовательные
Развивающие
Воспитывающие
расширение кругозора,
Оборудование:
Ход урока
Организационный момент
Актуализация знаний
Какие у нас цели и задачи?
Теоретический материал урока
� � �
� � �
� � �
� � �
� � �
Формализация:
� � �
театральные постановки).
Пути построения моделей:
текстовые редакторы,
графические редакторы,
презентации,
Macromedia Flash,
Сообщение: 1 ученик
1) Геоинформационные модели
(Сообщение – см. приложение)
Сообщение: 2 ученик
(Сообщение – см. приложение)
Сообщение: 3 ученик
Естественно-научные модели
(Сообщение – см. приложение)
Задание №1:
а) y=cos(x),
б) y=2cos(x),
в) y=cos(x-2),
Задание №2:
Данные поместить в Word.
Задание №3:
Математическая модель:
Астрономическая модель:
Физическая модель:
Подведение итогов урока
Опрос : 1) Определение модели,
2) Виды моделей,
6) Необходимость моделей,
Выставление оценок: …
Домашнее задание
п. 2.1 – 2.4, стр. 80 -86
записи в тетради.
�PAGE � �PAGE �2�
МБОУ ЛСОШ №3 п. Локоть
Брасовского р-на
Учитель: Галдин Василий Алексеевич
Тема урока: «Компьютерные модели»
Цели и задачи:
Общеобразовательные
учащиеся должны освоить основные базовые понятия информатики: модель, определение модели,
усвоить виды моделей: предметные и информационные,
усвоить образные и знаковые модели, процесс формализации и визуализации моделей,
необходимость и способы построения моделей с использованием компьютера,
Развивающие
формировать целостное восприятие окружающего мира,
развивать информационное видение явлений и процессов окружающего мира при создании и использовании моделей,
показать применение моделей в смежных науках и областях: математика, физика, химия, география и т. д.
Воспитывающие
формирование познавательного интереса учащихся,
расширение кругозора,
формирование креативного мышления при описании окружающего мира различными субъектами информационно – коммуникативной среды.
Оборудование:
компьютерный класс, экран, проектор, презентация, раздаточный материал, глобальная компьютерная сеть Интернет.
Ход урока
Организационный момент
Актуализация знаний
Тема нашего урока – компьютерные модели, давайте вспомним, на каких уроках вы встречались с понятием «модель».
Приведите примеры и поясните приведенные «модели».
Что же мы должны рассмотреть сегодня?
Какие у нас цели и задачи?
Теоретический материал урока
Модель - объект, который отражает существенные признаки изучаемого объекта, процесса или явления.
Формы представления моделей: предметные и информационные.
Предметные модели: воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальном мире (например, глобус, муляжи, модели кристаллических решеток, зданий).
� � �
Информационные модели: представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.
� � �
Образные модели: рисунки, фотографии и т. д. представляют зрительные образы и фиксируются на каком – то носителе.
� � �
Знаковые модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем), например, закон Ньютона, таблица Менделеева, карты, графики, диаграммы.
Визуализация формальных моделей:
использование различных форм для наглядности (блок – схемы, графы, пространственные чертежи, модели электрических цепей или логических устройств, графики, диаграммы…)
� � �
анимация: динамика, изменение, взаимосвязь между величинами.
� � �
Формализация:
процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков.
физические информационные модели (закон Ома, электрическая цепь),
математические модели (алгебра, геометрия, тригонометрия),
астрономические модели (модель Птолемея и Коперника),
формальные логические модели (полусумматор, триггер) и т. д.
� � �
Примеры и необходимость моделей:
наглядная форма изображения (глобус),
важная роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин, механизмов, зданий или электрических цепей (самолет, автомобиль),
применение моделей в теоретической науке – теории, законы, гипотезы (модель атома, Земли, солнечной системы),
применение в художественном творчестве (живопись, скульптура,
театральные постановки).
Пути построения моделей:
текстовые редакторы,
графические редакторы,
презентации,
Macromedia Flash,
построение модели с помощью одного из приложений: электронных таблиц, СУБД.
построение алгоритма решения задачи и его кодировка на одном из языков программирования (Visual Basic, Паскаль, Basic и т. д.)
Закрепление изученного материала
Сообщение: 1 ученик
1) Геоинформационные модели (например, Планета Земля 4.2)
(Сообщение – см. приложение)
Сообщение: 2 ученик
2) Программа Graphics (рассмотреть примеры построения графиков функций)
(Сообщение – см. приложение)
Сообщение: 3 ученик
Естественно-научные модели
Периодическая система элементов Д.И.Менделеева
(Сообщение – см. приложение)
3) Выполнение самостоятельных заданий:
Задание №1:
Используя программу Graphics построить графики функций:
а) y=cos(x),
б) y=2cos(x),
в) y=cos(x-2),
Вставить рисунок в Word и подписать названия функций.
Задание №2:
Используя программу Table найти молярную массу веществ (записать данные в тетрадь): а) H2O, б) HNO3, в) HSO4, г) HCl.
Данные поместить в Word.
Задание №3:
Рассмотреть интерактивные модели в сети Интернет :
Математическая модель:
Астрономическая модель:
Физическая модель:
Подведение итогов урока
Опрос : 1) Определение модели,
2) Виды моделей,
3) Примеры материальных и информационных моделей,
4) Образные и знаковые модели, примеры,
5) Визуализация и формализация моделей,
6) Необходимость моделей,
7) Способы построения моделей,
8) Примеры моделей, рассмотренных на уроке,
9) Модели в смежных областях и науках.
Выставление оценок: …
Домашнее задание
п. 2.1 – 2.4, стр. 80 -86
записи в тетради.
�PAGE � �PAGE �2�
Скачать конспект
Загрузка...
