>> Разновидности объектов и их классификация
Из двух множеств, связанных отношением «является разновидностью», одно является подмножеством другого. Например, множество попугаев является подмножеством множества птиц, множество натуральных чисел является подмножеством множества целых чисел.
Схему отношения «является разновидностью» мы будем называть схемой разновидностей (рис. 1.9). Такие схемы используются в учебниках, каталогах и энциклопедиях для описания самых разных объектов, например растений, животных, сложных предложений, транспортных средств и т. д.
На схеме разновидностей имя подмножества всегда располагается ниже имени включающего его множества.
Объекты подмножества обязательно обладают всеми признаками объектов множества (наследуют признаки множества) и кроме них имеют еще свой, дополнительный признак (или несколько признаков). Этим дополнительным признаком может быть свойство или действие. Например, любое домашнее животное нужно кормить, собаки, кроме того, лают и кусаются, а ездовые собаки, кроме того, еще и бегают в упряжке.
Важно понимать, что сами по себе объекты не делятся ни на какие множества и подмножества. Например, арбузу совершенно «безразлично», относят его к семейству тыквенных растений, к подмножеству полосатых или шарообразных объектов. Подмножества объектов выделяет и обозначает человек, потому что ему так удобнее усваивать и передавать информацию. Дело в том, что человек одновременно может концентрировать свое внимание лишь на 5-9 объектах. Для упрощения работы с множеством объектов его делят на несколько частей; каждую из этих частей опять делят на части; те, в свою очередь, еще раз и т. д. Деление большого множества на подмножества происходит не стихийно, а по некоторым признакам его объектов.
Подмножество объект ов, имеющих общие признаки, называется классом. Деление множества объектов на классы называется классификацией. Признаки, по которым один класс отличается от другого, называются основанием классификации.
Классификация называется естественной, если в качестве ее основания взяты существенные признаки объектов. Примером естественной классификации является классификация живых существ, предложенная Карлом Линнеем (1735 г.). В настоящее время ученые разделяют множество всех живых существ на пять основных царств: растения, грибы, животные, простейшие и прокариоты. Каждое царство разделено на уровни единицы. Высший уровень называется типом. Каждый тип делится на классы, классы - на отряды, отряды - семейства, семейства - на роды, а роды - на виды.
Классификация называется искусственной, если в качестве ее основания взяты несущественные признаки объектов . К искусственным классификациям относятся вспомогательные классификации (алфавитно-предметные указатели, именные каталоги в библиотеках). Пример искусственной классификации - деление множества звезд на небе на созвездия, проводившееся по признакам, которые к самим звездам не имели никакого отношения.
Можно предложить следующую классификацию объектов, с которыми взаимодействует пользователь в операционной системе Windows (рис. 1.10).
Коротко о главном
Схема разновидностей - это схема отношений «является разновидностью» между множествами и подмножествами объектов.
У объектов подмножества есть дополнительные признаки, кроме тех, которые есть у объектов множества, включающего данное подмножество.
Подмножество объектов, имеющих общие признаки, называется классом. Деление множества объектов на классы называется классификацией. Признаки, по которым один класс отличается от другого, называются основанием классификации.
Вопросы и задания
1. Для каждого из указанных подмножеств назовите множество, с которым оно связано отношением «является разновидностью» (назовите общее имя, отвечающее на вопрос «Что это такое?»):
а) местоимение;
б) запятая;
в) джойстик;
г) параллелограмм;
д) ратуша;
е) басня;
ж) капилляр.
2. Найдите в списке шесть пар множеств, между которыми существуют отношения «является разновидностью». Определите в каждой такой паре имя подмножества. Назовите для него хотя бы одно дополнительное свойство:
Книга;
бензин;
врач;
молоко;
строитель;
учебник;
жидкость;
справочник;
человек.
3. Выберите из списка имена девяти множеств, связанных отношениями «является разновидностью». Составьте схему разновидностей:
Яблоня; хвойное дерево;
сосна; пихта;
дерево; лиственное дерево;
яблоко; ствол;
фруктовое дерево; береза;
дуб; лиственница;
корень; желудь.
4. Используя предложенную классификацию параллелограммов, опишите свойства квадрата, наследующего их сразу у двух предков - прямоугольника и ромба. Какими дополнительными свойствами обладает квадрат: а) по отношению к прямоугольнику; б) по отношению к ромбу?
5. В каждом пункте перечислены объекты, сгруппированные по классам. Например: стол, компьютер,
лук корова, ручка, кастрюля/ село, знамя, перо - это существительные, классифицированные по родам. Определите основания классификаций:
а) ель, сосна, кедр, пихта / береза, осина, липа, тополь;
б) картофель, лук, огурцы, помидоры / яблоки, апельсины, груши, мандарины;
в) рожь, тишь, ложь, рысь / пшеница, тишина, истина, кошка;
г) рубашка, пиджак, платье, сарафан / пальто, шуба, плащ, штормовка;
д) волк, медведь, лиса, лось / корова, собака, кошка, лошадь.
6. Предложите свою классификацию компьютерных объектов «файл» и «документ».
Босова Л. Л., Информатика и ИКТ: учебник для 7 класса Л. Л. Босова. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. 229 с. : ил.
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные урокиКак мы с вами уже выяснили, между объектами может быть отношение «является разновидностью». Из двух множеств, связанных отношением «является разновидностью», одно является подмножеством другого. Например, множество попугаев является подмножеством птиц, множество натуральных чисел является подмножеством целых чисел.
Схему отношения «является разновидностью» мы будем называть схемой разновидностей . Такие схемы используются в учебниках, энциклопедиях, каталогах для описания самых разных объектов, например растений, животных и т.д.
На схеме разновидностей имя подмножества всегда располагается ниже имени включающего его множества .
Объекты подмножества обязательно обладают всеми признаками объектов множества (наследуют признаки множества) и кроме них имеют еще дополнительные свои признаки (или несколько признаков). Этим дополнительным признаком может быть свойство или действие. Например, любое домашнее животное нужно кормить, собаки, кроме того, лают и кусаются, а ездовые еще и бегают в упряжке. Это пример, скажем так, природный.
А если рассматривать область информатики, то можно предложить следующую классификацию объектов, с которыми взаимодействует пользователь в операционной системе Windows.(рис 1.1)
Важно понимать, что сами по себе объекты не делятся ни на какие множества и подмножества. Например, арбузу будет «безразлично», относят его к семейству тыквенных растений или к подмножеству полосатых или шарообразных объектов. Подмножества объектов выделяет и обозначает человек, потому что так ему удобнее усваивать и передавать информацию.
Для упрощения работы с множеством объектов его делят на части; те, в свою очередь, еще раз и т.д. Деление большого множества на подмножества происходит по некоторым признакам. Подмножество объектов, имеющих общие признаки, называется классом. Деление множества объектов на классы называется классификацией . Признаки, по которым один класс отличается от другого, называются основанием классификации .
Классификация может быть естественной и искусственной .
Естественной она называется, если в качестве ее основания взяты существенные признаки объектов. Например, классификация живых существ, предложенная Карлом Линнеем (1735 г.). То есть в настоящее время ученые разделяют множество живых существ на 5 основных царств (растения, грибы, животные, простейшие, прокариоты). Каждое царство разделено на уровни – систематические единицы. Высший уровень называется типом. Каждый тип делится на классы, классы – на отряды, отряды – на семейства, семейства – на роды, а роды – на виды.
Классификация называется искусственной , если в качестве ее основания взяты несущественные признаки объектов. К искусственным классификациям относятся вспомогательные. Например, деление множества звезд на небе на созвездия, проводившееся по признакам, которые к самим звездам не имели никакого отношения.
Итак, давайте обобщим. В схеме отношения «является разновидностью», одно из двух множеств , связанных таким отношением является подмножеством другого . Подмножество всегда содержит в себе те же признаки, что и множество и имеет одно или несколько своих .
Подмножество объектов с общими признаками – класс . Деление множества на классы – классификация. Признаки отличия классов – основания классификации. Классификация, в свою очередь может быть естественное и искусственной.
Для того, чтобы проверить насколько хорошо вы поняли сегодняшнюю тему, вы выполните небольшую самостоятельную индивидуально за компьютерами.
Урок 7. Классификация компьютерных объектов
Цель урока: создать условия для осмысления и усвоения учебной информации по теме «Классификация компьютерных объектов» повторить и обобщить изученный материал по теме «Разновидности объектов и их классификация» . Познакомиться с графическими возможностями текстового редактора.
Задачи:
Образовательные: закрепить представления об отношении «является разновидностью» при выполнении практикоориентированных заданий, умение классифицировать, п рименение знаний в незнакомой и несколько изменённой ситуации; формирование общеучебных и общекультурных навыков работы с информацией.
Развивающие: продолжать развивать познавательный интерес учащихся; развивать избирательность внимания, творческую активность, логическое мышление, формирова ть представления о компьютере как о средстве обучения.
Воспитательные: воспитывать прилежность, самостоятельность; воспитывать навыки самоконтроля, умение работать в группе.
Тип урока: комбинированный.
Основные понятия, рассматриваемые на уроке:
объект;
отношение «является разновидностью»;
классификация.
Используемые на уроке средства ИКТ :
Магнитная доска, персональный компьютер (ПК) учителя, интерактивный проектор, экран; ПК учащихся .
Формы работы на уроке: индивидуальная, групповая.
План урока.
Организационный момент (1 мин.)
Актуализация изученного материала (15 мин.)
Физкультминутка (2 мин.)
Изучение нового материала (5 мин.)
Практическая работа (12 мин.)
Подведение итогов урока (4 мин.)
Домашнее задание (1 мин.)
Ход урока.
Организационный момент.
Здравствуйте ребята. Сегодня у нас с вами необычный урок – урок-путешествие. Посмотрите на доску и внимательно послушайте, какие станции мы сегодня посетим: проверочная, пирамидная, разминочная, новенькая, практическая, финальная . Во время путешествия мы по очереди посетим каждую названную станцию и повторим понятия: объекты, отношения между объектами, классификация.
С путешествия всегда привозят сувениры, подарки, с нашего путешествия вы привезёте ваш портфель достижений, который будет для вас сувениром и подарком для родителей.
Инструкция по работе с портфелем достижений: на каждой станции оцените себя 1 баллом. Баллы из первого столбика умножьте на 5, второго на 4 и т.д., затем посчитайте сумму баллов и поставьте себе оценку за урок.
Повторение изученного материала.
Итак, первая станция «Проверочная», вашему вниманию предлагается выполнить мини тест. (Распечатка у каждого учащегося)
В каждом вопросе выберите один верный ответ. Напротив верного ответа поставьте знак « + »
Вопрос №1. Отношение объектов «является разновидностью» связывает:
Один объект с другим
Подмножество с множеством
Одно множество с другим множеством
Ничего не связывает
Вопрос №2. Как на схеме разновидностей располагаются подмножества относительно множества?
Подмножество выше множества
Подмножество ниже множества
Подмножество на одном уровне с множеством
Все ответы верны
Вопрос №3. Деление множества объектов на классы называется
Школой
Разновидностью
Классификацией
Классом
Вопрос №4. Как называется подмножество объектов, имеющих общие признаки?
Подуровнем
Уровнем
Разновидностью
Классом
Вопрос №5. Выберите основной признак искусственной классификации.
Если в качестве классификации взяты существенные признаки
Если в качестве классификации взяты несущественные признаки
оба ответа не верны
оба ответа верны
Поменяйтесь работами и проверьте друг друга. Заполните портфель достижений
Вашему вниманию предлагается понятия, из которых необходимо построить пирамиду (классификацию), давайте составим несколько пирамид вместе. (Работа с интерактивными объектами)
Затем учащиеся получают задания на парту и строят пирамиды (классификации), результат вывешивают на доску.
Заполняют лист достижений.
Следующая станция «Разминочная»
Физминутка для рук и ног:
Что такое объект? (любая часть окружающей действительности, воспринимаемая человеком как единое целое )
На какие три группы делятся объекты? (предмет, процесс, явление )
Сейчас я буду называть объекты, если это объект-предмет вы делаете приседание, объект-процесс – поднимаете руки вверх, объект-явление – руки в стороны.
Учеба
Гроза
Стол
Каникулы
Снегопад
Книга
Кошка
Чтение
Радуга
Поездка
Телефон
Руки, ноги мы размяли, теперь р азминка для ума: в каждом множестве назови лишний объект. Остальные объекты множества обозначь общим именем.
устройства компьютера; лишнее: пенал;
файлы, лишнее: книга
компьютерные значки (связи), лишнее: нагрудный значок;
электронные контейнеры, лишнее: пластиковые скоросшиватели (папки);
(Общее имя каждой группы вешаем на доске.)
Дополни схему на доске: ( компьютерные объекты )
Какое действие мы выполнили над множеством компьютерных объектов, заполнив схему? ( выполнил классификацию компьютерных объектов )
Как вы думаете, какая тема урока сегодня? ( «классификация компьютерных объектов» )
Каковы цели нашего урока? ( Узнать о классификации компьютерных объектов, научиться выполнять их классификацию и изображать на схемах )
Изучение нового материала
Итак, незаметно мы добрались до станции «Новенькая», но не оценили свою работу на станции «Разминочная», оцените себя.
Откройте учебник на странице 30, познакомьтесь с классификацией компьютерных объектов. Как вы думаете, что является основанием классификации? (взаимодействие пользователя с компьютером).
Как вы думаете, а можно выбрать другое основание для классификации компьютерных объектов? (да)
Динамика изменения технических параметров компьютеров столь велика, что спустя некоторое время, возможно, приводимую в различных учебниках классификацию придется корректировать.
Как и при любой классификации, прежде всего, должно быть выбрано некоторое основание классификации, по которому производится соответствующая группировка.
Компьютеры могут быть классифицированы по разным признакам, например по габаритам, по областям применения, по быстродействию, по выполняемым функциям, по этапам их создания и еще по многим другим параметрам.
Практическая работа.
Вот на станции «Практическая» мы и попробуем создать свои небольшие классификации некоторых областей компьютерных объектов, используя текстовый процессор Word . (учащиеся выполняют практическую работу).
Наше путешествие подходит к концу и впереди станция «Финальная», где мы подведём итог нашего путешествия.
Подведение итогов урока.
Заполняют портфель достижений, выставляют оценки.
Рефлексия:
Продолжить одну из фраз:
Я узнал…
Я понял (разобрался)…
Было трудно…
Я научился…
Меня удивило…
Я сумел…
У меня получилось…
Домашнее задание.
повторить §1 - 4.
Главная > ДокументТаблица 9.1. Виды компьютерных документов
| Вид документа | Форма представления информации | Объекты документа | Среда |
| ТЕКСТ | Символьная | СимволСловоПредложениеАбзацСтраницаФрагмент текстаТекст | Текстовый процессор или редактор |
| ГРАФИКА | Графическая(точечноеизображение) | Пиксель Графический примитив Фрагмент рисунка Рисунок | Графический редактор |
| ТАБЛИЦА(Электроннаятаблица) | Табличная | Ячейка (клетка таблицы) Блок ячеек Таблица Диаграмма | Табличный процессор |
| БАЗА ДАННЫХ | Список или картотека | Элемент поляПолеЭкземпляр записиЗаписьСовокупностьзаписейБаза данных | Система управления базой данных (СУБД) |
| СОСТАВНОЙ ДОКУМЕНТ | Символьная Графическая Табличная Список или картотека и др. | Внедренные объекты разных сред: текст, графика, таблицы, формулы, фигурный текст, гипертекст, звук, видео и др. | ТекстовыйпроцессорРедакторпрезентацийРедакторweb-страници др. |
- Для чего нужно классифицировать объекты? Что лежит в основе любой классификации? Приведите пример классификации объектов по общим свой-ствам. Приведите пример классификации объектов по общим дейст-виям. Может ли среда существования» стать основанием классифи-кации? Произведите классификацию объектов с общим названием «велосипед». Классифицируйте домашнюю посуду по следующим призна-кам: материал, назначение, долговечность. Предложите несколько вариантов упорядочения (классифи-кации) разнообразных объектов на вашем письменном столе. Назовите основание, по которому в одну группу могли бы по-пасть следующие объекты:
- кенгуру, утконос, кролик, броненосец; роза, колесо, футбольные бутсы, кактус; молоко, бензин, кислота, магма.
Тема 10 Классификация моделей
Изучив эту тему, вы узнаете:- что может служить основанием для классификации моделей;
как классифицируются модели по области использования;
как классифицируются модели по способу представления;
каковы формы представления информационных моделей;
что такое компьютерная модель.
- областью использования; учетом в модели временного фактора (динамики); отраслью знаний; способом представления моделей.
Рис. 10.1. Классификация моделей по области использования
Научно-технические модели создаются для исследования про-цессов и явлений. К таким моделям можно отнести, например, прибор для получения грозового электрического разряда или стенд для проверки телевизоров. Игровые модели - это военные, экономические, спортивные, деловые игры. Эти модели как бы репетируют поведение объек-та в различных ситуациях, проигрывая их с учетом возможной реакции со стороны конкурента, союзника или противника. С по-мощью игровых моделей можно оказывать психологическую по-мощь больным, разрешать конфликтные ситуации. Имитационные модели не просто отражают реальность с той или иной степенью точности, а имитируют ее. Эксперименты с моделью проводятся при разных исходных данных. По резуль-татам исследования делаются выводы. Такой метод подбора пра-вильного решения получил название метода проб и ошибок. На-пример, для выявления побочных действий лекарственных пре-паратов их испытывают в серии опытов на животных. Другим примером имитационного моделирования может слу-жить экспериментальная деятельность в школах. Предположим, в обучение хотят ввести новый предмет «Основы вождения». Для эксперимента отбирается ряд школ. Где-то учат водить школьный грузовик, где-то - собранный учащимися легковой автомобиль, а в некоторых школах все сводится к изучению правил дорожного движения (моделирование с различными входными данными). По-следующая проверка и анализ результатов по внедрению нового предмета в множестве школ помогают сделать вывод о целесооб-разности обучения этой дисциплине во всех школах страны. Как уже упоминалось, одна из классификаций связана с фак-тором времени. Модели можно разделить на статические и ди-намические по тому, как отражается в них динамика происходя-щих процессов (рисунок 10.2).
Рис. 10.2 . Классификация моделей -
Статическая модель - это единовременный срез информации по данному объекту. Например, обследование учащихся в стоматологической поликли-нике дает состояние их зубов на данный момент времени: соотношение молочных и постоянных, наличие пломб, дефектов и т. п. Динамическая модель представляет картину изменения объ-екта во времени. В примере с поликлиникой медицинскую кар-ту ученика, отражающую изменение состояния его зубов в тече-ние многих лет, можно считать динамической моделью. При строительстве дома рассчитывают прочность его фунда-мента, стен, балок и устойчивость их к постоянной нагрузке. Это статическая модель здания. Но надо также обеспечить про-тиводействие ветрам, движению грунтовых вод, сейсмическим колебаниям и другим изменяющимся во времени факторам. Эти вопросы можно решить с помощью динамических моделей. Как видно из примеров, один и тот же объект можно охарак-теризовать и статической, и динамической моделью. Можно классифицировать модели и по тому, «к какой отрас-ли» знаний или деятельности человека они относятся (биологи-ческие, социологические, экономические, исторические и т. п.), и по множеству других факторов. 10.2. Классификация моделей по способу представления Подробнее рассмотрим классификацию всего многообразия мо-делей по способу представления. Схема такой классификации изображена на рисунке 10.3.
Рис. 10.3. Классификация моделей по способу представления
В
соответствии с ней модели делятся на две большие груп-пы: материальные и абстрактные (нематериальные). Эти две группы как бы характеризуют то, «из чего сделаны модели». И материальная, и абстрактная модели содержат информацию об исходном объекте. Только в случае материальной модели эта информация имеет реальное воплощение - цвет, форму, про-порции и т. п. Ее можно получить с помощью органов чувств: зрения, осязания, обоняния, а также воспользовавшись измери-тельными приборами и инструментами. В нематериальной моде-ли та же информация представляется в аб-страктной форме (мысль, формула, чертеж, схема). Материальная и абстрактная модели мо-гут отражать один и тот же прототип и вза-имно дополнять друг друга. Некоторые из вас видели в цирке эффектный номер с мо-тоциклистом, движущимся с большой ско-ростью по отвесной стене. В аттракционе «Сюрприз» в парке культуры и отдыха кабинки с людьми вра-щаются на большой скорости в вертикальной плоскости. Причи-на, почему удерживается мотоциклист и не выпадают из каби-нок люди, объясняется центробежными силами, действующими на каждый объект при вращении. Их можно изобразить на чер-теже и описать формулами. Это различные абстрактные формы представления информации. Не каждому они понятны. Однако этот процесс можно продемонстрировать и на примере п
ростейшего опыта. Возьмите ведро с водой и раскрутите его. Вода не выливается благодаря действию тех же сил. Этот опыт наглядно убеждает, что, действительно, возникают какие-то силы при вращении. На аттракционе вы имеете возможность почувствовать их на себе. Так материальная модель помогает понять суть сложного физического процесса. Приведем еще один пример. Модель маятника в виде камуш-ка, подвешенного на нити, наглядно показывает, что при коле-баниях плоскость движения остается неизменной. Это - материальная мо-дель. С другой стороны, неизменность плоскости можно доказать на основа-нии 2-го закона Ньютона, рассматри-вая силы, действующие на маятник. Это а
бстрактная модель. И в том и в другом варианте объектом изучения является маятник. В первом случае моделируется и сам объект «маятник», и его действие - колебание, а во вто-ром - абстрактная модель описывает только действия. Кстати, с помощью той же материальной модели можно про-демонстрировать еще один процесс - вращение Земли. В недав-нем прошлом в Исаакиевском соборе Ленинграда висел маятник Фуко, на полу был нанесен своеобразный циферблат. Плоскость движения маятника не менялась, а циферблат вращался вместес Землей. Через некоторое время можно было заметить смеще-ние делений циферблата по отношению к маятнику. Материальные модели
Материальные модели иначе можно назвать предметными, фи-зическими. Они всегда имеют реальное воплощение. Такие мо-дели могут отражать:
- внешние свойства исходных объектов; внутреннее устройство исходных объектов; суть процессов и явлений, происходящих с объектами-ори-гиналами.
амыми простыми примерами ма-териальных моделей являются дет-ские игрушки. По ним ребенок узна-ет внешние свойства окружающих объектов. Разбирая некоторые иг-рушки в процессе игры (например, машинку), он получает первое пред-ставление об устройстве исходного объекта и даже о принципах его ра-боты. Процессы, в которых участвует реальный объект, в матери-альной модели могут быть заменены процессами другой физиче-ской природы. Например, в той же детской машинке процесс движения обеспечивается не работой двигателя внутреннего сго-рания, а закрученной пружиной или инерционным механизмом. Но при этом принцип преобразования вращательного движения колес в поступательное движение автомобиля соблюдается. Материальные модели могут не походить на свои прототи-пы. Например, робот, заменяющий людей на тяжелом и вредном производстве, совершенно не похож на человека. Это механиче-ское устройство, манипулятор. Только в детских книжках и мульт-фильмах робота представляют как механического человека. Так как материальные модели помогают узнать свойства реаль-ных объектов и понять «механизм» сложных явлений, они часто используются в процессе обучения. Материальными моделями являются скелет человека и чучело птицы в кабинете биологии, объемная модель Солнечной системы и макет многоступенчатой ракеты в кабинете астрономии, наклонная плоскость с шарами в кабинете физики и т. д. К материальным моделям относятся не только школьные посо-бия, но и различные физические и химические опыты. В опытах моделируются действия над объектами, например реакция (дей-ствие) между водородом и кислородом (веществами, объектами ис-следования). Эта реакция даже при малых количествах исходных веществ происходит с оглушительным хлопком. Модель является предупреждением о последствиях возникновения «гремучей смеси» из безобидных и широко распространенных в природе веществ. Создание и использование материальных моделей относится к экспериментальному методу познания окружающего мира. Абстрактные (нематериальные) модели
А
бстрактные модели нельзя потрогать, они не имеют веществен-ного воплощения. Основу таких моделей составляет информа-ция, а такой тип моделирования реализует теоретический метод познания окружающей действи-тельности. Основанием для дальнейшей классификации абстрактных мо-делей выберем возможность их реализации и исследования при помощи компьютера. По этому признаку выделяются следую-щие подклассы: - мысленные и вербальные; информационные.
акие модели сопутствуют любой со-знательной деятельности человека. Соби-раясь делать покупки, человек мысленно представляет, что и сколько можно ку-пить на имеющуюся у него сумму. Строя планы на отпуск, он мысленно проигры-вает различные варианты отдыха и воз-можные затраты. Ожидая транспорт на остановке, прикидывает, как быстрее доб-раться до нужного места. К моделям такого типа можно отнести и идею, возникшую у изобретателя, и музыкальную тему, промелькнувшую в мыс-лях у композитора, и рифму, родившуюся в голове поэта. Во всех приведенных примерах модели предшествовали созданию объек-та (нового устройства, музыкального произведения, стихотворе-ния), являлись одним из этапов творческого процесса. Подобные модели могут возникнуть у зрителя, слушателя, читателя как реакция на уже существующие объекты (музыку, картину, поэму). Мысленная модель может быть выражена в разговорной фор-ме. В этом случае она часто называется вербальной (от лат. ver-balis - устный). Вербальную модель человек использует для передачи своих мыслей другим. Информационные модели
Образы, возникающие у разных людей как реакция на одни и те же объекты и явления, могут сильно различаться. Поэтому об-разная модель очень индивидуальна и не отображает прототип с достаточной степенью достоверности. Невозможно получить впечатление от музыкального произведения, услышав не музы-ку, а рассказ о ней. Чтобы информацию можно было использовать для обработки на компьютере, необходимо выразить ее при помощи системы знаков, то есть формализовать. Правила формализации должны быть известны и понятны тому, кто будет создавать и использо-вать модель. Поэтому наряду с вербальными и мысленными моделями ис-пользуются более строгие - информационные модели. Существуют разнообразные системы условных обозначений, символов, соглашений, относящихся к разным областям дея-тельности и пригодных для описания моделей. Подобную систе-му и правила использования ее элементов называют языком. Язык может быть разговорным, алгоритмическим, математиче-ским, языком кодирования и пр. Информация, характеризующая объект или процесс, может иметь разную форму представления, выражаться различными средствами. По степени формализации, строгости описания это многообразие можно условно разделить на образно-знако-вые и знаковые модели. 
Ярким примером образно-зна-ковой модели является географи-ческая карта. Цвет и форма мате-риков, океанов, гор, изображен-ных на карте, сразу подключает образное мышление. По цвету на карте можно сразу оценить рель-еф. Например, с голубым цветом у человека ассоциируется вода, с зеленым - цветущий луг, рав-нина. Карта изобилует условными обозначениями. Зная этот язык, человек может получить достоверную информацию об ин-тересующем его объекте. Информационная модель в этом случае будет результатом осмысления сведений, полученных при помо-щи органов чувств и информации, закодированной в виде услов-ных изображений. То же можно сказать о живописи. Неискушенный зритель воспримет картину душой, в виде образной модели. Но сущест-вуют некоторые художественные языки, соответствующие раз-личным живописным жанрам и школам: сочетание цветов, ха-рактер мазка, способы передачи воздуха, объема и т. д. Челове-ку, знающему эти условности, легче разобраться в том, что имел в виду художник, особенно если произведение не относится к реализму. При этом общее восприятие картины (информационная модель) станет результатом осмысления информации как в об-разной, так и в знаковой формах. Еще один пример такой модели - фотография. Фотоаппарат позволяет получить изображение оригинала. Обычно фотогра-фия дает нам довольно точное представление о внешнем облике человека. Существуют некоторые признаки (высота лба, посадка глаз, форма подбородка), по которым специалисты могут опре-делить характер человека, его склонность к тем или иным по-ступкам. Этот специальный язык формируется из сведений, накопленных в области физиогномики и собственного опыта. Знающие врачи, взглянув на фото незнакомого человека, увидят признаки некоторых заболеваний. Задавшись разными целями, по одной и той же фотографии можно получить различные ин-формационные модели. Они будут результатом обработки образ-ной информации, полученной при разглядывании фотографии, и информации, сложившейся на основе знания специального профессионального языка. На рисунке 10.4 представлена образно-знаковая модель рас-ходов города в виде круговой диаграммы.
Рис. 10.4 . Образно-знаковая модель расходов города
По форме представления образно-знаковых моделей среди них можно выделить следующие группы:
- геометрические модели, отображающие внешний вид ориги-нала (рисунок, пиктограмма, чертеж, план, карта, объемное изображение); структурные модели, отображающие строение объектов и связи их параметров (таблица, граф, схема, диаграмма); словесные модели, зафиксированные (описанные) средства-ми естественного языка; алгоритмические модели, описывающие последовательность действий.
- математические модели, представленные математически-ми формулами, отображающими связь различных парамет-ров объекта, системы или процесса; специальные модели, представленные на специальных язы-ках (ноты, химические формулы и т. п.); алгоритмические модели, представляющие процесс в виде программы, записанной на специальном языке.
Когда речь идет об инструменте-компьютере, то следует пони-мать, что он работает с информацией. Поэтому нужно исходить из того, какую информацию и в каком виде может восприни-мать и обрабатывать компью-тер. Современный компьютер способен работать с текстом, графикой, схемами, таблица-ми, звуком, видеоизображени-ем и т. д. Но для работы со всем этим многообразием информации нужна как техническая {аппаратная), так и программная поддержка. Эти две состав-ляющие и являются инструментами компьютерного моделиро-вания. Прикладные программные среды используются человеком как эффективное вспомогательное средство для реализации соб-ственных замыслов. Иначе говоря, человек уже знает, какова будет модель, и использует компьютер для придания ей знако-вой формы. Например, для построения геометрических моделей, схем используются графические среды. Текстовые процессоры обладают широкими возможностями оформления знаковых мо-делей. Это и встроенная деловая графика, и наборы автофигур, и программные приложения, позволяющие включать в описание формулы, таблицы, электронные схемы, диаграммы и т. п. Другие программные среды человек использует как средство обработки исходной информации и анализа результатов. Здесь компьютер выступает как интеллектуальный помощник. В качестве примера такой компьютерной обработки инфор-мации можно привести обработку звука. Для этого используется специализированное программное обеспечение, в частности - му-зыкальный редактор. Он позволяет не только набирать нотный текст и распечатывать его, но и выполнять аранжировку и про-слушивать произведение. Другие программы позволяют соеди-нять цифровую запись голоса певца со звуковой моделью мело-дии, а также синтезировать (моделировать) человеческий голос разной высоты и тембра (тенор, драматический бас и т. п.). Суще-ствуют программы, с помощью которых компьютер может созда-вать композиции самостоятельно в соответствии с введенными со-глашениями: ритмом, темпом, музыкальным стилем и т. п. Обработку больших объемов информации можно осуществ-лять в среде баз данных. Если же вы собираетесь исследовать математическую модель, то вам не подойдут среды ни графиче-ского или музыкального редакторов, ни базы данных, ни тексто-вого процессора. Мощным инструментом исследования таких моделей является среда табличного процессора. В этой среде ис-ходная информационная знаковая модель будет представлена в табличной форме, связывающей элементарные объекты по правилам построения связей в этой среде. Другим эффективным средством исследования математиче-ских моделей, а также построения геометрических моделей яв-ляется среда программирования. Компьютерная модель будет представлена в ней в форме программы. Контрольные вопросы и задания - По каким признакам можно классифицировать модели? Приведите примеры применяемых в вашей школе учебных моделей. Можно ли стратегическую компьютерную игру назвать игро-вой моделью? Чему учат такие игры? По какому признаку модели делятся на статические и дина-мические? Что такое материальные модели? Приведите примеры. К какому типу моделей вы бы отнесли былины? Что они моде-лируют? Какие образные модели возникают у вас, когда, входя в дом, вы чувствуете какой-либо запах? Что такое информационные модели? Из чего они «сделаны»? Школьные учебники истории содержат схемы военных сра-жений. Можно ли их назвать моделями? К какому типу моде-лей их можно отнести?
- Что такое математическая модель? Приведите примеры. Можно ли назвать поясняющий чертеж к задаче моделью? Поясните ответ. Что вы понимаете под компьютерной моделью?
Тема 11. Основные этапы моделирования