Информационные модели

Содержание и основные понятия

← Вернуться к оглавлению
Alterna · глава 23 · страница 23.1
Информационные модели
Что такое модель, зачем она нужна и чем информационная модель отличается от натурной — по ФГОС/ФОП.
Модель
— это упрощённое представление реального объекта, процесса или явления. Модель нужна, когда изучать сам объект дорого, долго или опасно. По ФГОС различают
натурные
(материальные) и
информационные
(описательные) модели.
ФГОС
ФОП
ЕГЭ №1
01
Что такое модель?
Определение и цель моделирования
ФГОС
Определение по ФГОС
Модель
— это новый объект, который отражает существенные свойства реального объекта, процесса или явления. Существенные — те, которые важны для цели моделирования.
Моделирование
— процесс создания и исследования модели.
🎬
Анимация: от объекта к модели
РЕАЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ
Живое дерево
упрощаем
НАТУРНАЯ
Чучело / макет
material
ИНФОРМАЦИОННАЯ
Дерево-family
A
B
C
Граф / формула
data
ТАБЛИЧНАЯ
Вид | Высота | Возраст
Берёза | 15м | 20л
Дуб | 20м | 80л
Сосна | 12м | 45л
Таблица данных
rows+columns
Зачем нужны модели?
Нет доступа
— атом, далёкая звезда, ядро клетки: нельзя потрогать → строим модель
Экономия
— макет здания дешевле настоящего здания в 10 000 раз
Безопасность
— ядерный взрыв, эпидемия: моделируем на компьютере
Прогноз
— карта погоды: модель атмосферы предсказывает дождь завтра
Оптимизация
— модель двигателя: перебираем параметры без изготовления
🔬
Атом
Невидим глазу — модель из шариков
🌍
Глобус
Земля слишком большая
🏠
План
Чертёж дешевле стройки
🌪️
Тайфун
Опасно — симуляция
✈️
Симулятор
Тренажёр пилота
02
Классификация моделей
Натурные vs информационные · 4 типа информационных моделей
ФГОС
ФОП
🌳
Дерево классификации моделей
МОДЕЛИ
Натурные (материальные)
Информационные (описательные)
🗣 Вербальные
словами, текстом
📊 Табличные
таблицами, БД
✏ Знаковые
формулами, кодом
📈 Графические
схемами, графиками
глобус · макет · чучело
описание · отчёт · инструкция
расписание · прайс · журнал
F=ma · код · x²+1
карта · чертёж · диаграмма
💡 Один объект → множество моделей
Земля = глобус + карта + формула g = GM/r² + таблица координат
Натурные (материальные)
Можно потрогать. Копия оригинала в уменьшенном/увеличном виде.
Глобус
Манекен
Макет здания
Модель самолёта
Чучело животного
Информационные (описательные)
Описывают объект на языке: словами, формулами, рисунком, кодом.
Текст-описание
Таблица Менделеева
Граф дорог
Чертёж детали
Формула F=ma
Подробнее об информационных моделях
Информационная модель — это описание объекта на каком-либо языке. По форме представления их делят на:
Вербальные
— словами (текст, устное описание)
Знаковые
— формулами, кодом, числами (математическая формула, программа)
Графические
— картинкой, схемой, графом, диаграммой
Табличные
— таблицей (расписание уроков, прайс-лист)
Один и тот же объект можно описать разными моделями. Например, расписание уроков — это и таблица, и график, и текст.
🗣
Вербальная
«Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите со скоростью 30 км/с»
Слова · текст · речь
📊
Табличная
Планета
R(млн км)
Меркурий
57.9
Венера
108.2
Земля
149.6
Строки · столбцы · БД
📈
Графическая
МСК
СПБ
КРС
Схемы · графы · карты
✏️
Знаковая
S
=
π
·
r
²
F = m · a
Формулы · код · числа
03
Примеры моделей вокруг нас
От макета до формулы — что является моделью
🔄
Один объект — три модели
🌍
Земля
реальный объект
📈 Графическая
карта мира
Карта / глобус
📊 Табличная
Континент
Площадь
Азия
44.6 млн
Африка
30.4 млн
Европа
10.2 млн
Таблица данных
✏️ Знаковая
сила тяжести:
F = G·M·m / R²
орбита:
v = √(GM/R)
Формулы
Объект
Модель
Тип
Земля
Глобус
Натурная
Земля
Карта
Информационная, графическая
Квартира
План квартиры
Информационная, графическая
Атом
Схема из шариков и палочек
Натурная + информационная
Движение тела
F = m·a
Информационная, знаковая
Ученик
Запись в журнале
Информационная, табличная
Солнечная система
Движущаяся модель в планетарии
Натурная
Семья
Родословное дерево
Информационная, графическая
Мост
Чертёж инженера
Информационная, графическая
Погода
Карта облачности
Информационная, графическая
ШКОЛА
Расписание уроков = табличная модель. Граф зависимостей предметов = графическая. Устный отчёт = вербальная.
МЕДИЦИНА
Модель вируса = натурная (макет). База данных пациентов = табличная. Формула распространения = знаковая.
СПОРТ
Таблица результатов = табличная. Схема поля = графическая. Формула силы удара = знаковая.
МУЗЫКА
Нотная запись = знаковая. Обложка альбома = графическая. Рецензия = вербальная. Таблица частот = табличная.
04
Свойства моделей
Что отличает хорошую модель от плохой
✅
4 свойства хорошей модели
🎯
Адекватность
Модель верно отражает нужные свойства оригинала.
✓ Хорошо:
Глобус показывает форму Земли
✗ Плохо:
Глобус не покажет температуру
📐
Упрощённость
Модель всегда проще оригинала.
Дом: 47 стен
→
План: 4 стены
🎯
Целесообразность
Модель полезна для конкретной задачи.
Задача:
Рассчитать силу притяжения
Нужна:
Формула F = G·m₁·m₂/r²
Не нужна:
Глобус (не поможет)
👁
Наглядность
Модель понятна тому, кто с ней работает.
Наглядно:
Схема метро с цветными линиями
Не наглядно:
Текст «станция А соединена с Б»
Пример: один объект — разные модели для разных задач
Один и тот же самолёт можно описать по-разному в зависимости от цели:
🎫
Билеты
Таблица рейсов
Откуда → Куда, время, цена
🔧
Инженер
Чертёж двигателя
Размеры, допуски, сплавы
🎮
Пилот
Симулятор полёта
Физика, управление, панель
🌦
Метеоролог
Карта потоков
Ветер, давление, температура
🧸
Ребёнок
Игрушечный
Форма, цвет, «летает!»
Каждая модель полезна в своей задаче, но не решает чужие.
Выбор модели зависит от цели.
05
Классификатор моделей
Перетащи каждый пример в правильную категорию
ФГОС
ЕГЭ №1
🧩
Drag & Drop: классификация моделей
06
Графический конструктор моделей
Построй граф или блок-схему по условию задачи
ФГОС
ЕГЭ №1
✏️
4 задачи: графы и блок-схемы
07
Мини-тест: 5 вопросов
XP: 0