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Descripción de la presentación Modelos de presentación y modelado por diapositivas

¿Qué es un modelo? Un modelo es un objeto que tiene algunas propiedades de otro objeto (original) y se usa en su lugar. Originales y modelos El primer acorazado ruso "Goto Predestination"

¿Qué se puede modelar? Modelos de objetos: copias reducidas de edificios, barcos, aviones, ... modelos del núcleo de un átomo, dibujos de redes cristalinas ... Modelos de procesos: cambios en la situación ecológica, modelos económicos, modelos históricos ... Modelos de fenómenos: terremoto, eclipse solar, tsunami...

El modelado es la creación y el uso de modelos para estudiar originales. Cuando se utiliza el modelado: el original no existe - el antiguo Egipto - las consecuencias de una guerra nuclear (NN Moiseev, 1966) el estudio del original es potencialmente mortal o costoso: - el control de un reactor nuclear (Chernobyl, 1986) - la prueba de un nuevo traje espacial para cosmonautas - el desarrollo de un nuevo avión o una nave, el original es difícil de estudiar directamente: - sistema solar, galaxia (tamaños grandes) - átomo, neutrón (tamaños pequeños) - procesos en un sistema interno motor de combustión (muy rápido) - fenómenos geológicos (muy lento) sólo interesan algunas propiedades del original - comprobación de pintura para fuselaje de aviones

Los objetivos del estudio de modelado del estudio original de la esencia de un objeto o fenómeno "La ciencia es la satisfacción de la propia curiosidad a expensas del público" (LA Artsimovich) análisis ("qué sucederá si ...") aprender a predecir el consecuencias de diversas influencias en la síntesis original ("cómo hacer...") aprender a manejar el original influyéndolo optimización ("cómo hacerlo mejor") elegir la mejor solución bajo condiciones dadas

¿Un original - un modelo? El original puede corresponder a varios modelos diferentes y viceversa!! punto material

La naturaleza de los modelos modelos materiales (físicos, sujetos): los modelos de información representan información sobre las propiedades y el estado de un objeto, proceso, fenómeno y su relación con el mundo exterior: verbal - signo verbal o mental - expresado usando un lenguaje formal gráfico (dibujos, diagramas, mapas, ...) tabular matemático (fórmulas) lógico (varias opciones para elegir acciones basadas en el análisis de condiciones) especial (notas, fórmulas químicas)

Modelos según el campo de aplicación educativo (incluidos los simuladores) experimental - al crear nuevos medios técnicos pruebas científicas y técnicas en túnel de viento en la piscina experimental simulador de cámara de vacío de radiación solar en el soporte de vibración del Instituto de Investigación Espacial NPO Energia

Tipos especiales de modelos de juegos: teniendo en cuenta las acciones del enemigo, modelos de situaciones económicas, modelos de operaciones militares, juegos deportivos, entrenamiento de personal, simulación, es imposible calcular o predecir el comportamiento del sistema por adelantado; - puedes simular su reacción a influencias externas; - consideración máxima de todos los factores; — solo resultados numéricos; – elegir la mejor solución por ensayo y error en el curso de múltiples experimentos Ejemplos: pruebas de fármacos en ratones, monos, … modelado matemático de sistemas biológicos modelo de negocio y modelo de gestión del proceso de aprendizaje

Modelos por la naturaleza de las conexiones Las conexiones deterministas entre los valores de entrada y salida se especifican rígidamente para los mismos datos de entrada, se obtienen los mismos resultados cada vez Ejemplos del movimiento de un cuerpo lanzado en ángulo hacia el horizonte Cálculos de acuerdo con fórmulas conocidas los mismos datos de entrada producen resultados ligeramente diferentes cada vez

Modelos por el factor tiempo estático - describir el original en un momento dado las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en reposo resultados de un examen médico fotografía modelo dinámico del movimiento del cuerpo fenómenos naturales (relámpagos, terremotos, tsunami) historia clínica video grabación del evento

Modelos por estructura modelos tabulares (pares de correspondencia) modelos jerárquicos (multinivel) modelos de red (gráficos) Director Ingeniero jefe Contador jefe Vasya Petya Masha Glasha Dasha comienzo fin

I. Declaración del estudio del problema del estudio original de la esencia de un análisis de objeto o fenómeno ("qué sucederá si ...") aprender a predecir las consecuencias de varias influencias en la síntesis original ("cómo hacer ... .”) aprender a gestionar el original influyendo en su optimización (“cómo hacerlo mejor”) eligiendo la mejor solución bajo las condiciones dadas ¡¡Los errores al plantear el problema conducen a las consecuencias más graves!!

I. Declaración del problema Un problema bien planteado: todas las conexiones entre los datos de entrada y el resultado se describen todos los datos de entrada son conocidos la solución existe el problema tiene una solución única Ejemplos de problemas mal planteados: Winnie the Pooh y Piglet construyeron una trampa por un heffalump. ¿Será capaz de atraparlo? El niño y Carlson decidieron compartir fraternalmente dos nueces, una grande y una pequeña. ¿Cómo hacerlo? Encuentra el valor máximo de la función y = x 2 (sin soluciones). Encuentre una función que pase por los puntos (0, 1) y (1, 0) (solución no única).

II. Desarrollo del modelo seleccionar el tipo de modelo determinar las propiedades esenciales del original que deben incluirse en el modelo, descartar las no esenciales (para esta tarea) construir un modelo formal es un modelo escrito en un lenguaje formal (matemáticas, lógica, ...) y reflejando solo las propiedades esenciales del original desarrollar un algoritmo para el modelo Un algoritmo es una secuencia bien definida de acciones que deben realizarse para resolver un problema.

tercero Prueba de modelo La prueba es la prueba de un modelo contra datos de entrada simples con un resultado conocido. Ejemplos: un dispositivo para agregar números de varios dígitos, verificar el modelo del movimiento del barco en números de un solo dígito, si el timón está nivelado, el rumbo no debe cambiar; si el timón se gira hacia la izquierda, el barco debe ir hacia la derecha modelo de acumulación de dinero en el banco - a una tasa del 0%, la cantidad no debe cambiar El modelo ha sido probado. ¿Esto garantiza su corrección? ?

IV. Un experimento es un estudio de un modelo bajo condiciones de interés para nosotros. Ejemplos: dispositivo de suma de números - trabajo con números de varios dígitos modelo de movimiento de barcos - investigación en condiciones de olas del mar acumulación de dinero en un banco - cálculos a una tasa distinta de cero ¿Puede confiar en los resultados al 100%? ?

V. Análisis de los resultados Posibles conclusiones: el problema está resuelto es necesario cambiar el algoritmo o las condiciones de modelado es necesario cambiar el modelo (por ejemplo, tener en cuenta propiedades adicionales) es necesario cambiar el enunciado del problema

Ejemplo. Tarea. El mono quiere derribar los plátanos en la palmera. ¿Cómo tiene que tirar un coco para golpear los plátanos? Análisis del problema: ¿se conocen todos los datos iniciales? ¿Hay una solución? es la unica solucion?

I. Planteado del problema Supuestos: se considera un coco y un plátano como puntos materiales se sabe la distancia a la palmera se sabe la altura del mono se sabe la altura a la que cuelga el plátano se sabe que el mono tira el plátano con una velocidad inicial conocida, la resistencia del aire no se tiene en cuenta En estas condiciones, se requiere encontrar el ángulo inicial en el que es necesario lanzar la tuerca. ¿Siempre hay una solución? ?

yx. II. Desarrollo del modelo Modelo gráfico H Lh Modelo formal (matemático) V 2 sen, cos 2 gt t. vhyt. Vx Tarea: encontrar t para el cual Hgt t. Vh. teniente V 2 sen, cos

tercero Probando el modelo a velocidad cero el coco permanece en su lugar en t=0 las coordenadas son (0 , h) cuando se lanza verticalmente hacia arriba (=90 o) la coordenada x no cambia en algún t la coordenada y comienza a disminuir (parábola se ramifica abajo) 2sincos 2 gt t. por qué t. Vx Modelo matemático ¡No se encontraron contradicciones! !

IV. Experimento Método I. Cambia el ángulo. Para el ángulo seleccionado, construimos la trayectoria de vuelo de la tuerca. Si pasa por encima del plátano, disminuimos el ángulo, si pasa por debajo, lo aumentamos. Método II. De la primera igualdad expresamos el tiempo de vuelo: Cambia el ángulo. Para el ángulo seleccionado, consideramos t, y luego el valor de y con t. Si es mayor que H, disminuimos el ángulo, si es menor, lo aumentamos. coscos V L t. teniente V no necesita construir la trayectoria completa para cada

V. Análisis de resultados 1. ¿Puede un mono siempre derribar un plátano? 2. ¿Qué cambiará si el mono puede lanzar el coco con diferentes fuerzas (con diferentes velocidades iniciales)? 3. ¿Qué cambiará si el coco y las bananas no se consideran puntos materiales? 4. ¿Qué cambiará si se requiere tener en cuenta la resistencia del aire? 5. ¿Qué cambiará si el árbol se balancea?

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¿Qué es un modelo? Un modelo es un objeto que tiene algunas propiedades de otro objeto (original) y se usa en su lugar. Originales y modelos El primer acorazado ruso "Goto Predestination"

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¿Qué se puede modelar? Modelos de objetos: copias reducidas de edificios, barcos, aviones, ... modelos del núcleo de un átomo, dibujos de redes cristalinas ... Modelos de procesos: cambios en la situación ecológica, modelos económicos, modelos históricos ... Modelos de fenómenos: terremoto, eclipse solar, tsunami...

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Modelado El modelado es la creación y el uso de modelos para estudiar originales. Cuando se utiliza el modelado: el original no existe el antiguo Egipto las consecuencias de una guerra nuclear (NN Moiseev, 1966) el estudio del original es peligroso para la vida o costoso: el control de un reactor nuclear (Chernobyl, 1986) la prueba de un nuevo traje espacial para astronautas el desarrollo de un nuevo avión o nave el original es difícil de estudiar directamente: Sistema solar, galaxia (tamaños grandes) átomo, neutrón (tamaños pequeños) procesos en un motor de combustión interna (muy rápido) fenómenos geológicos (muy lento) solo algunas propiedades del original son de interés para comprobar la pintura del fuselaje del avión

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Los objetivos del estudio de modelado del estudio original de la esencia de un objeto o fenómeno "La ciencia es la satisfacción de la propia curiosidad a expensas del público" (LA Artsimovich) análisis ("qué sucederá si ...") aprender a predecir el consecuencias de diversas influencias en la síntesis original ("cómo hacer...") aprender a manejar el original influyéndolo optimización ("cómo hacerlo mejor") elegir la mejor solución bajo condiciones dadas

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¿Un original - un modelo? material point ¡El original puede corresponder a varios modelos diferentes y viceversa! !

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¿Por qué hay muchos modelos? estudio de la estructura del cuerpo ajuste de la ropa estudio de la herencia capacitación de los rescatistas contabilidad de los ciudadanos del país ¡El tipo de modelo está determinado por los objetivos del modelado! !

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La naturaleza de los modelos modelos materiales (físicos, sujetos): los modelos de información representan información sobre las propiedades y el estado de un objeto, proceso, fenómeno y su relación con el mundo exterior: verbal - signo verbal o mental - expresado usando un lenguaje formal gráfico (dibujos, diagramas, mapas, ...) tabular matemático (fórmulas) lógico (varias opciones para elegir acciones basadas en el análisis de condiciones) especial (notas, fórmulas químicas)

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Modelos por área de aplicación educativos (incluidos los simuladores) experimentales: al crear nuevos medios técnicos, científicos y técnicos, pruebas de túnel de viento en la piscina experimental, simulador de cámara de vacío de radiación solar en el soporte de vibración del Instituto de Investigaciones Espaciales NPO Energia.

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Modelos por el factor tiempo estático - describir el original en un momento dado las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en reposo resultados de un examen médico fotografía modelo dinámico del movimiento del cuerpo fenómenos naturales (relámpagos, terremotos, tsunami) historia clínica video grabación del evento

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Modelos por la naturaleza de las relaciones Las relaciones deterministas entre los valores de entrada y salida se especifican rígidamente con los mismos datos de entrada, se obtienen los mismos resultados cada vez que se obtienen resultados diferentes Ejemplos de movimiento del cuerpo teniendo en cuenta el viento Movimiento browniano de partículas modelo de movimiento de barcos en ondas modelos del comportamiento humano

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1. Definición de "Modelo" 2. Tipos de clasificaciones de modelos 3. Modelado 4. Principales etapas del modelado 5. Ponte a prueba. 71–80 "El concepto de modelo de objeto" Tema 10. Págs. 116–128 "Clasificación de modelos" Tema 11. Págs. 129-154 "Principales etapas del modelado"

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* Tipos de clasificación de modelos 1. Por área de uso 2. Por factor de tiempo 3. Por método de presentación Clase: un grupo de objetos con el mismo conjunto de características. Clasificación: la distribución de objetos en clases y subclases en función de características comunes.

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* Un modelo es un objeto nuevo que refleja las características esenciales del objeto, fenómeno o proceso en estudio. Un modelo es un objeto material o representado mentalmente que, en el proceso de estudio, reemplaza al objeto original, conservando sus propiedades típicas que son importantes para este estudio.

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* Simulación de modelos Jugando Entrenamiento científico y técnico experimentado 1. Clasificación de modelos por área de uso Utilizado en entrenamiento: ayudas visuales, varios simuladores, programas de entrenamiento. Se utiliza para estudiar un objeto y predecir sus características futuras. Son copias reducidas o ampliadas del objeto diseñado. Creado para estudiar procesos y fenómenos: un dispositivo para obtener la carga eléctrica de un rayo o un soporte para probar televisores. Estos son juegos militares, económicos, deportivos, comerciales: ensayan el comportamiento de un objeto en diversas situaciones. Estos modelos no solo reflejan la realidad con diversos grados de precisión, sino que la imitan. Método de prueba y error.

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* 2. Clasificación de modelos teniendo en cuenta el factor tiempo Modelos Modelo dinámico Un modelo estático es un fragmento de información de una sola vez sobre un objeto determinado. El examen de los estudiantes en una clínica dental muestra el estado de los dientes en un momento dado. - representa una imagen del cambio del objeto en el tiempo. El registro médico del estudiante refleja el cambio en la condición de los dientes durante varios años.

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* 3. Clasificación de los modelos según la forma de representación Modelos Informativos Cogitativos y verbales Abstractos Materiales Los modelos abstractos no se pueden tocar, su base es la información. Los modelos mentales se forman en la imaginación humana en forma de alguna imagen. Una persona usa un modelo verbal (oral) para transmitir sus pensamientos a otras personas.

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* Los modelos de materiales u objetos reproducen las propiedades geométricas, físicas y de otro tipo de los objetos en forma material (globo, maniquíes anatómicos, modelos de redes cristalinas, modelos de edificios). Modelo de puente Modelo de presa Modelo de ala de avión

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* Modelo de información: información sobre un objeto o proceso real, almacenada de alguna forma. Los modelos de información representan objetos y procesos en forma figurativa en forma de signos geométrica (dibujo, mapa, plano, figura, imagen tridimensional) estructural (gráfico, diagrama, tabla, diagrama) verbal (en lenguaje natural) lenguajes - notas , fórmulas químicas) algorítmico (programa en un lenguaje de programación)

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* La modelización es un método de conocimiento, consistente en la creación y estudio de modelos. No es el objeto en sí lo que se investiga, sino su análogo, su modelo, luego los resultados obtenidos se transfieren al objeto en sí de acuerdo con reglas especiales. El modelado se utiliza en los casos en que el objeto en sí es de difícil acceso, o su estudio directo no es económicamente rentable, etc. Modelo de la central nuclear de Chernobyl Modelo del globo para el estudio de su estructura Modelo del desarrollo de defectos Modelado de procesos físicos

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* ¿Son los resultados consistentes con la meta? Conclusiones Etapas del modelado 1 2 3 I etapa. Planteamiento del problema 1. Descripción del problema 2. Propósito del modelado 3. Formalización del problema II etapa. Desarrollo del modelo 4. Modelo de información 5. Modelo informático Etapa III. Experimento informático 6. Plan del experimento 7. Etapa de investigación IV. Análisis de los resultados de la simulación Sí No

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* Etapa I: 1. Descripción de la tarea La tarea se formula en lenguaje ordinario; Se determina el objeto de modelado; Se muestra el resultado final.

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* Etapa I: 2. Determinación de los objetivos del modelado Los objetivos se determinan de acuerdo con la tarea y afectan todo el proceso de modelado: conocimiento del mundo circundante; creación de objetos con propiedades específicas; determinando las consecuencias.

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* Etapa I: 3. Formalización de la tarea Al formalizar la tarea se parte de su descripción general. Esto le permite resaltar claramente el prototipo de simulación y sus principales propiedades; La formalización se lleva a cabo en forma de búsqueda de respuestas a preguntas que aclaran la descripción general del problema.

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* Etapa II: 4. Desarrollo de un modelo de información Se identifican los objetos de modelado y se da su descripción significativa detallada (naturaleza de los objetos, sus dependencias, conexiones, propiedades, características); Solo se tienen en cuenta las propiedades esenciales, según el objetivo elegido.

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* Etapa II: 5. Desarrollo de un modelo informático Un modelo formalizado se convierte en un modelo informático utilizando una variedad de sistemas y entornos de software (entornos gráficos, editores de texto, entornos de programación, hojas de cálculo, etc.); El algoritmo para construir un modelo de computadora y la forma de su representación dependen de la elección del entorno de software.

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Modelado: construcción de modelos para el estudio y estudio de objetos, procesos, fenómenos. Un modelo (del latín módulo - muestra) es una semejanza simplificada de un objeto de la vida real. El modelo no debe reproducir todas las propiedades del objeto, sino solo las esenciales, es decir, aquellas que se requieren para lograr el objetivo del modelado.

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Características necesarias y suficientes del modelo: 1. Entre el modelo y el original existe una relación de similitud, cuya forma está claramente expresada y fijada con precisión. 2. El modelo en los procesos de conocimiento científico es un sustituto del objeto de estudio. 3. El estudio del modelo permite obtener información sobre el original.

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Un mismo objeto puede tener muchos modelos: Objeto "persona". Sus modelos: 1) química - composición bioquímica 2) anatomía - esqueleto, estructura de órganos internos 3) física - punto material

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Objeto de estudio

El objeto de estudio en la teoría del modelado se suele considerar como un sistema. Un sistema es una colección de elementos interrelacionados combinados para lograr algún objetivo. Un elemento de un sistema es un objeto considerado como un todo indivisible.

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Estructura del sistema

La estructura del sistema viene dada por la lista de elementos que componen el sistema y la configuración de vínculos entre ellos. Métodos para describir la estructura del sistema: a) gráfico: en forma de gráfico, donde los vértices del gráfico corresponden a los elementos del sistema y las líneas corresponden a los enlaces entre los elementos (un caso especial de gráfico configuración de la estructura del sistema es diagramas); b) analítico, cuando se especifica el número de tipos de elementos del sistema, el número de elementos de cada tipo y la matriz de conexiones entre ellos.

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Funciones del sistema

Las funciones del sistema son las reglas que describen el comportamiento del sistema en el camino hacia la meta de su propósito. Las formas de describir las funciones del sistema son: a) algorítmica - en forma de secuencia de pasos que el sistema debe realizar; b) analítico - en forma de dependencias matemáticas; c) gráfico - en forma de diagramas de tiempo; d) tabular - en forma de tablas que muestran las principales dependencias funcionales.

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Clasificación de modelos según el método de implementación.