Поняття моделі. Типи моделей. Моделювання як метод дослідження об'єктів

Поняття моделі. Типи моделей. Моделювання як метод дослідження об'єктів

Поняття моделі Слово «модель» походить від латинського modulus, що означає «міра», «взірець», «норма». Модель — це матеріальний або уявлюваний аналог деякого об'єкта (предмета, явища або процесу), який зберігає суттєві риси об'єкта і здатний заміщувати його під час вивчення, дослідження або відтворення. Процес створення моделі об'єкта називається моделюванням. Об'єкт, що моделюється, називається прототипом, або оригіналом.

Моделлю предмета може бути його зменшена копія, креслення, яке відображає його структуру чи склад, схема, що відбиває взаємозв'язки окремих елементів. Наприклад, макет корабля, креслення будівлі, схема комп'ютера. Модель явища або процесу відтворює його хід, послідовну зміну стану, етапи розвитку. Наприклад, модель еволюції людства, модель розвитку економіки тощо.

Класифікація моделей Модель завжди є штучно створюваним людиною об'єктом, який дає ідеалізоване уявлення про об'єкт-оригінал. Найсуттєвіші ознаки, за якими класифікуються моделі: • галузі використання; • урахування в моделі фактора часу; • спосіб представлення моделей.

Типи моделей

За областю застосування розрізняють: навчальні моделі (засоби наочності, навчальні програми, тренажери); дослідні моделі (зменшені чи збільшені копії об'єкта проектування); науково-технічні моделі (пристрої, що створюються для дослідження явищ і процесів, — наприклад, системи); ігрові моделі (воєнні, економічні, спортивні, ділові ігри, які застосовуються для виявлення реакції об'єкта на ту чи іншу ситуацію); імітаційні моделі (для вивчення та оцінювання можливих наслідків певних дій; наприклад, перед тим, як ввести у вжиток новий лікарський препарат, здійснюють імітаційний експеримент — випробують препарат на мишах).

За способом подання моделі розрізняють матеріальні інформаційні Матеріальні моделі можна назвати також предметними, натурними, фізичними. Вони завжди мають реальне втілення. Прикладами матеріальних моделей є дитяча іграшка, макет птаха, макет ракети.

Матеріальні моделі

Інформаційні моделі Інформаційна модель — це сукупність інформації, яка характеризує властивості та стан об’єкта, процесу чи явища, а також їхню взаємодію з зовнішнім світом. Інформаційні моделі можуть бути: ► вербальними (представлені в розумовій або словесній формі); ► знаковими — подані малюнками, схемами, текстами, графіками, формулами знаками тощо).

Інформаційні моделі ax2+bx+c=y E = mc2

Інформаційні моделі Геометричні — графічні форми та об’ємні конструкції; Словесні — усні та письмові описи з використанням ілюстрацій; Математичні — математичні формули, що відображають зв’язок різних параметрів об’єкта; Структурні — схеми, графіки, таблиці; Логічні — моделі, в яких представлені різні варіанти вибору дій на основі різних заключень та аналізу умов; Спеціальні — ноти, хімічні формули тощо; Комп’ютерні та некомп’ютерні.

 Інформаційна модель Інформаційна модель –– це матеріальний або уявний об’єкт, що використовується замість оригіналу або явища під час його дослідження, при цьому зберігається інформація про певні основні для даного дослідження риси і властивості оригіналу. Модель створюються для того, щоб: зрозуміти, як побудований конкретний об’єкт (його структура, властивості, закономірності тощо); навчитися керувати об’єктом або процесом; прогнозувати вплив на об’єкт або процес Інформаційна модель складаються будь-якою мовою, графічним способом, мовами математики, фізики, хімії, біології тощо.

 Моделювання При проведенні різних експериментів, досліджень, розрахунків часто виникає необхідність будувати зменшенні копії реальних об’єктів для наочного представлення поведінки різних об’єктів і процесів, тобто створювати моделі. Моделювання –– це форма експерименту, яка полягає в тому, що досліджується не сам об’єкт, а певна його заміна.

 Математична і комп’ютерна моделі Математична модель –– заміна оригіналу або процесу за допомогою математичних залежностей. Комп’ютерна модель –– математична модель, реалізована за допомогою певних програмно-апаратних засобів.

Математична модель Задача: Дано: Потрібно: Зв’язок: При: Метод: Змістовне формулювання Перелік початкових даних Перелік потрібного Залежність між потрібним і початковим Умови допустимості початкових даних Як здійснюватимуться розрахунки

Математична модель (приклад неформальної моделі) Знайти суму скінченної послідовності заданих чисел х1, х2, х3, …,хN – послідовність чисел Знайти: S – суму чисел S = x1+x2+x3+…+xN N – натуральне, xN - дійсні Рекурентне сумування: S0=0, кожна наступна сума визначається додаванням наступного елемента х: Sn = Sn-1 + xn Задача: Дано: Потрібно: Зв’язок: При: Метод:

Запитання Що таке модель? Наведіть приклади моделей. Що розуміють під знаковою моделлю? Що таке математична та інформаційна модель? Що таке комп'ютерна модель? Які унікальні можливості дає комп'ютерне моделювання? Назвіть тип програмного забезпечення, яке використовують для реалізації комп'ютерних моделей. Назвіть переваги і недоліки комп'ютерних моделей.

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?

Для якого типу моделей (матеріальні чи інформаційна) належить модель?