La modélisation en informatique est quoi? Types et étapes de modélisation

Dans cet article, nous proposons comment analyser le sujet de la modélisation en informatique de la manière la plus détaillée possible. Cette section est d’une grande importance pour la formation des futurs spécialistes dans le domaine des technologies de l’information.

Pour résoudre tout problème (de production ou scientifique), l'informatique utilise la chaîne suivante:

Il convient de porter une attention particulière au concept"Modèle". Sans ce lien, la solution du problème ne serait pas possible. Pourquoi utilise-t-on le modèle et que signifie ce terme? Nous en discuterons dans la section suivante.

Le modèle

La modélisation informatique est la compilationimage de tout objet de la vie réelle qui reflète toutes les caractéristiques et propriétés essentielles. Un modèle de résolution du problème est nécessaire car il est en fait utilisé dans le processus de résolution.

Dans les cours d'informatique, le sujet de la modélisation commence à être étudié à la sixième année. Au tout début, il faut initier les enfants au concept de modèle. Qu'est ce que c'est

• Similarité simplifiée de l'objet;
• Copie réduite de l'objet réel;
• Schéma du phénomène ou du processus;
• Une image d'un phénomène ou d'un processus;
• Une description d'un phénomène ou d'un processus;
• Analogue physique de l'objet;
• Contrepartie de l'information;
• Substituez l'objet qui reflète les propriétés d'un objet réel, etc.

Le modèle est un concept très large, comme il est déjà apparu clairement ci-dessus. Il est important de noter que tous les modèles sont généralement divisés en groupes:

• matériel;
• parfait

Sous le modèle matériel comprendre le sujet, basé sur un objet réel. Cela peut être n'importe quel corps ou processus. Ce groupe est divisé en deux types:

• physique;
• analogique.

Une telle classification est conditionnelle, car il est très difficile de tracer une frontière claire entre ces deux sous-espèces.

Le modèle idéal est encore plus difficile à caractériser. Elle est associée à:

• penser
• par imagination
• perception.

Il peut s'agir d'œuvres d'art (théâtre, peinture, littérature, etc.).

Objectifs de simulation

La modélisation en informatique est une étape très importante car elle a de nombreux objectifs. Maintenant, nous proposons de les rencontrer.

Tout d’abord, la modélisation aide à connaîtrele monde qui nous entoure. Depuis des temps immémoriaux, les gens accumulent leurs connaissances et les transmettent à leurs descendants. Ainsi, un modèle de notre planète (globe) est apparu.

Au cours des siècles passés, des objets inexistants ont été modélisés, qui sont maintenant fermement ancrés dans notre vie (parapluie, moulin, etc.). Actuellement, mozhelirovanie vise à:

• identification des conséquences de tout processus (augmentation des coûts de déplacement ou d'élimination des déchets chimiques sous terre);
• assurer l'efficacité des décisions.

Tâches de modélisation

Nous avons mentionné dans l'article ce qui est la modélisation en informatique. Ce processus comporte certaines tâches que nous aborderons dans cette section.

Quelle est la tâche dans la modélisation? Supposons que nous ayons un problème, pour le résoudre, nous devons résoudre un certain nombre de problèmes. C'est-à-dire qu'une tâche est un problème qui doit être résolu. Il est important de noter que toutes les tâches peuvent être divisées en deux grands groupes.

Modèle verbal

Quelles sont les méthodes de modélisation? L'informatique utilise seulement deux méthodes - informationnelle et mathématique. Mais il est important de mentionner un autre type de modèle - verbal. De lui, nous parlons maintenant un peu plus.

Le modèle verbal est classé comme idéal ou abstrait. Cette description avec des lettres, des mots, des phrases. Ces modèles incluent:

• protocole;
• règles de circulation;
• information dans la littérature pédagogique;
• fiction;
• description orale ou écrite de tout sujet, processus ou phénomène.

Modèle mathématique

Quels autres types de modèles sont étudiés en informatique? La modélisation de l'information et mathématique (algorithmique) peut être divisée. Bien que, comme mentionné précédemment, les limites entre les modèles verbal, mathématique et informationnel soient très conditionnelles.

En termes simples, mathématiquesLe modèle décrit toute situation d'un point de vue mathématique. Sans nous en rendre compte, nous faisons une modélisation mathématique quotidienne. Par exemple: la mère envoie son enfant chercher du pain et du lait. Elle sait combien coûtent ces produits dans un magasin situé près de la maison. Vous devez maintenant compter combien d’argent il faut donner à l’enfant. Supposons que le lait coûte 75 roubles et 50 kopecks et que le pain coûte 30 roubles et 20 kopecks. L'achat total coûtera 105 roubles, 70 kopecks (75,5 + 30,2). Ceci est un exemple de modèle mathématique.

Modèle d'information

Parlons maintenant d'un autre type de modèle,étudié dans les cours d'informatique. La modélisation informatique, qui doit être maîtrisée par tous les futurs spécialistes de l'informatique, inclut le processus de mise en œuvre d'un modèle d'information à l'aide d'outils informatiques. Mais quel est ce modèle d'information?

C'est une liste d'informations sur n'importe quel objet. Ce que décrit ce modèle et quelles informations utiles contient:

• propriétés de l'objet simulé;
• son état;
• communication avec le monde extérieur;
• relations avec des objets externes.

Que peut servir de modèle d'information:

• description verbale;
• le texte;
• dessin;
• table
• schéma;
• dessin
• formule et ainsi de suite.

Particularité du modèle d'informationest-ce qu'il ne peut pas être touché, goûté, etc. Il ne s’agit pas d’une réalisation matérielle, présentée sous forme d’information.

Approche système pour la création de modèles

Quelle classe de programme scolaire est étudiéela modélisation? La 9 e année en informatique introduit les élèves à ce sujet plus en détail. C'est dans cette classe que l'enfant apprendra l'approche de la modélisation des systèmes. Nous vous proposons d'en parler un peu plus.

Commençons par le concept de "système". Ceci est un groupe d'éléments interdépendants qui travaillent ensemble pour accomplir la tâche. Pour construire un modèle, ils utilisent souvent une approche systématique, puisqu'un objet est considéré comme un système fonctionnant dans un environnement donné. Si un objet complexe est modélisé, le système peut être divisé en parties plus petites - sous-systèmes.

But d'utilisation

Maintenant, regardons le but de la modélisation(cours d'informatique 11). On a dit précédemment que tous les modèles sont divisés en certains types et classes, mais que les limites entre eux sont conditionnelles. Il existe plusieurs signes selon lesquels il est habituel de classer les modèles: objectif, domaine de connaissance, facteur temporel, mode de représentation.

En ce qui concerne les objectifs, il est habituel de distinguer les types suivants:

• la formation;
• expérimenté;
• imitation;
• les jeux;
• scientifique et technique.

Le premier type comprend du matériel éducatif. À la seconde, des copies réduites ou agrandies d'objets réels (modèle de construction, aile d'avion, etc.). Un modèle de simulation vous permet de prédire le résultat d'un événement. La simulation est souvent utilisée en médecine et dans la sphère sociale. Par exemple, le modèle aide à comprendre comment les gens vont réagir à telle ou telle réforme. Avant de procéder à une opération grave sur une personne pour une greffe d'organe, de nombreuses expériences ont été réalisées. En d’autres termes, le modèle de simulation vous permet de résoudre le problème par «essais et erreurs». Un modèle de jeu est une sorte de jeu économique, commercial ou de guerre. Avec ce modèle, vous pouvez prédire le comportement de l'objet dans différentes situations. Un modèle scientifique et technique est utilisé pour étudier tout processus ou phénomène (dispositif simulant une décharge de foudre, modèle du mouvement des planètes du système solaire, etc.).

Domaine de connaissance

Dans quelle classe les étudiants se familiarisent-ils davantage avecpar modélisation? Le cours d’informatique 9 vise à préparer les étudiants aux examens d’admission dans l’enseignement supérieur. Comme les tickets USE et GIA comportent des questions sur la modélisation, nous devons maintenant examiner ce sujet autant que possible. Et alors, comment est la classification par domaine de connaissance? Sur cette base, il existe les types suivants:

• biologique (par exemple, maladies d'origine artificielle chez les animaux, maladies génétiques, tumeurs malignes);
• économique (modèle de comportement de l'entreprise, modèle de formation des prix du marché, etc.);
• historique (arbre généalogique, modèles d'événements historiques, modèle de l'armée romaine, etc.);
• sociologique (modèle d’intérêt personnel, comportement des banquiers pour s’adapter aux nouvelles conditions économiques), etc.

Facteur de temps

Selon cette caractéristique, on distingue deux types de modèles:

• dynamique;
• statique.

Déjà, à en juger par un titre, ce n'est pas difficiledevinez que le premier type reflète le fonctionnement, le développement et le changement d'un objet dans le temps. Un objet statique, au contraire, est capable de décrire un objet à un moment donné. Ce type est parfois appelé structure, car le modèle reflète la structure et les paramètres de l'objet, c'est-à-dire qu'il fournit une tranche d'informations à son sujet.

Voici des exemples de modèles dynamiques:

• un ensemble de formules reflétant le mouvement des planètes du système solaire;
• graphique de changement de température de l'air;
• vidéo d'une éruption volcanique et ainsi de suite.

Voici des exemples de modèles statistiques:

• liste des planètes du système solaire;
• carte de la région et ainsi de suite.

Méthode de présentation

Pour commencer, il est très important de dire que tous les modèlesregarder et former, ils sont toujours faits de quelque chose, en quelque sorte présenté ou décrit. Selon cette fonctionnalité, il est habituel de classer les modèles comme suit:

• matériel;
• intangible.

Le premier type comprend des copies matérielles.objets existants. Ils peuvent toucher, sentir, etc. Ils reflètent les propriétés externes ou internes, les actions d'un objet. A quoi servent les modèles matériels? Ils sont utilisés pour la méthode expérimentale de la connaissance (méthode expérimentale).

Nous avons déjà abordé des modèles immatériels aussi.plus tôt. Ils utilisent la méthode théorique de la connaissance. De tels modèles sont appelés idéal ou abstrait. Cette catégorie est divisée en plusieurs sous-espèces: modèles imaginaires et informationnels.

Liste de modèles d'information diversinformations sur l'objet. Les tableaux, images, descriptions de mots, diagrammes, etc. peuvent servir de modèle d'information. Pourquoi ce modèle est appelé immatériel? Le fait est qu’il ne peut pas être touché, car il n’a pas de forme matérielle. Parmi les modèles d’information, on distingue signes et visuels.

Un modèle imaginaire est l'une des étapes de la modélisation. C'est un processus de création qui se déroule dans l'imagination de l'homme, qui précède la création d'un objet matériel.

Les étapes de la modélisation

Thème du cours d'informatique 9 "Modélisation etla formalisation "a beaucoup de poids. Il est nécessaire d'étudier. En 9e et 11e années, l'enseignant est obligé de familiariser les élèves avec les étapes de la création de modèles. C'est ce que nous faisons maintenant. Donc, il y a les étapes suivantes de la modélisation:

• énoncé substantiel du problème;
• formulation mathématique du problème;
• développement informatique;
• opération de modèle;
• obtenir le résultat.

Il est important de noter que dans l’étude de tout ce quinous entoure, utilise les processus de modélisation, de formalisation. L'informatique est un sujet consacré aux méthodes modernes d'étude et de résolution de problèmes. Par conséquent, l'accent est mis sur les modèles pouvant être implémentés à l'aide d'un ordinateur. Dans ce sujet, une attention particulière devrait être accordée au point de développer un algorithme de solution utilisant des ordinateurs électroniques.

Connexions entre objets

Parlons maintenant un peu des relations entre les objets. Au total, il existe trois types:

• un à un (cette connexion est indiquée par une flèche unidirectionnelle dans un sens ou dans l'autre);
• un-à-plusieurs (un lien multiple est indiqué par une double flèche);
• plusieurs à plusieurs (un tel lien est indiqué par une double flèche).

Il est important de noter que les relations peuvent être conditionnelles et inconditionnelles. La communication inconditionnelle implique l'utilisation de chaque instance de l'objet. Et dans le conditionnel, seuls des éléments distincts sont impliqués.