Menurut fitur ini, model dibagi menjadi dua kelas besar:

• model abstrak (mental);
• model bahan.

Beras. 1.1.

Seringkali dalam praktik pemodelan ada model campuran abstrak-material.

pola abstrak adalah konstruksi tertentu dari tanda-tanda yang diterima secara umum di atas kertas atau lainnya pembawa bahan atau dalam bentuk program komputer.

Model abstrak, tanpa terlalu detail, dapat dibagi menjadi:

• simbolis;
• matematis.

Model simbolis adalah objek logis yang menggantikan proses nyata dan mengekspresikan sifat-sifat utama dari hubungannya dengan bantuan sistem tanda atau simbol tertentu. Entah itu kata-kata bahasa alami, atau kata-kata dari tesaurus, grafik, diagram, dll yang sesuai.

Model simbolis mungkin memiliki arti mandiri, tetapi, sebagai aturan, konstruksinya adalah tahap awal simulasi lainnya.

pemodelan matematika- ini adalah proses membangun korespondensi dengan objek yang dimodelkan dari beberapa konstruksi matematika, yang disebut model matematika, dan studi model ini, yang memungkinkan memperoleh karakteristik objek yang dimodelkan.

Pemodelan matematika - tujuan utamanya dan isi utama dari disiplin ilmu yang dipelajari.

Model matematika dapat berupa:

• analitis;
• imitasi;
• campuran (analitis dan simulasi).

Model Analitis- ini adalah hubungan fungsional: sistem aljabar, diferensial, persamaan integro-diferensial, kondisi logis. Persamaan Maxwell - model analitik medan elektromagnetik. Hukum Ohm adalah model rangkaian listrik.

Transformasi model matematika menurut hukum yang diketahui dan aturan dapat dilihat sebagai eksperimen. Solusi berdasarkan model analitik dapat diperoleh sebagai hasil dari perhitungan tunggal, terlepas dari nilai spesifik karakteristik ("dalam pandangan umum"). Ini visual dan nyaman untuk mengidentifikasi pola. Namun, untuk sistem yang kompleks Tidak selalu mungkin untuk membangun model analitis yang sepenuhnya mencerminkan proses nyata. Namun demikian, ada proses, misalnya, proses Markov, relevansi pemodelan yang dengan model analitik telah dibuktikan dengan praktik.

Simulasi. Penciptaan komputer mengarah pada pengembangan subkelas baru model matematika - simulasi.

Pemodelan simulasi melibatkan representasi model dalam bentuk beberapa algoritma - program komputer - yang eksekusinya meniru urutan keadaan yang berubah dalam sistem dan dengan demikian mewakili perilaku sistem yang disimulasikan.

Proses pembuatan dan pengujian model semacam itu disebut pemodelan simulasi, dan algoritme itu sendiri disebut model simulasi.

Apa perbedaan antara model simulasi dan analitik?

Dalam kasus pemodelan analitik, komputer adalah kalkulator yang kuat, mesin penambah. Model analitis terselesaikan di komputer.

Dalam kasus pemodelan simulasi, model simulasi - program - dilaksanakan di komputer.

Model simulasi cukup memperhitungkan pengaruh faktor acak. Untuk model analitik, ini masalah serius. Dengan adanya faktor acak, karakteristik yang diperlukan dari proses simulasi diperoleh dengan beberapa kali (realisasi) dari model simulasi dan selanjutnya pemrosesan statistik informasi yang terkumpul. Oleh karena itu, pemodelan simulasi proses dengan faktor acak sering disebut pemodelan statistik.

Jika studi objek sulit hanya menggunakan pemodelan analitik atau simulasi, maka digunakan pemodelan campuran (gabungan), analitik dan simulasi. Ketika membangun model seperti itu, proses fungsi objek didekomposisi menjadi subproses konstituen, dan untuk itu, mungkin, model analitik digunakan, dan model simulasi dibangun untuk subproses yang tersisa.

pemodelan bahan berdasarkan penggunaan model yang mewakili struktur teknis nyata. Itu bisa berupa objek itu sendiri atau elemen-elemennya (pemodelan alami). Ini mungkin perangkat khusus - model yang memiliki kesamaan fisik atau geometris dengan aslinya. Ini mungkin perangkat yang berbeda. sifat fisik dari aslinya, tetapi proses di mana dijelaskan oleh hubungan matematis yang serupa. Inilah yang disebut simulasi analog. Analogi seperti itu diamati, misalnya, antara osilasi antena komunikasi satelit di bawah beban angin dan osilasi arus listrik dalam sirkuit listrik yang dipilih secara khusus.

Sering dibuat model abstrak bahan. Bagian dari operasi yang tidak dapat dijelaskan secara matematis dimodelkan secara material, sisanya abstrak. Seperti, misalnya, adalah latihan komando dan staf, ketika pekerjaan markas adalah eksperimen skala penuh, dan tindakan pasukan tercermin dalam dokumen.

Klasifikasi menurut kriteria yang dipertimbangkan - metode penerapan model - ditunjukkan pada gambar. 1.2.

1.3. Langkah-langkah pemodelan

pemodelan matematika seperti yang lain, itu dianggap sebagai seni dan sains. Seorang spesialis terkenal di bidang pemodelan simulasi Robert Shannon menyebut bukunya dikenal luas di dunia ilmiah dan rekayasa: " Simulasi- seni dan sains". Oleh karena itu, dalam praktik teknik tidak ada instruksi formal tentang cara membuat model. Dan, bagaimanapun, analisis teknik yang digunakan oleh pengembang model memungkinkan kita untuk melihat tahap pemodelan yang cukup transparan.

Tahap pertama: klarifikasi tujuan pemodelan. Sebenarnya ini panggung utama aktivitas apapun. Tujuannya pada dasarnya menentukan isi dari tahapan pemodelan yang tersisa. Perhatikan bahwa perbedaan antara sistem yang sederhana dan yang kompleks tidak begitu banyak dihasilkan oleh esensinya, tetapi juga oleh tujuan yang ditetapkan oleh peneliti.

Biasanya, tujuan pemodelan adalah:

• perkiraan perilaku objek di bawah mode baru, kombinasi faktor, dll .;
• pemilihan kombinasi dan nilai faktor yang memberikan nilai optimal indikator kinerja proses;
• analisis sensitivitas sistem terhadap perubahan faktor-faktor tertentu;
• menguji berbagai hipotesis tentang karakteristik parameter acak proses yang sedang dipelajari;
• definisi koneksi fungsional antara perilaku ("respons") dari sistem dan faktor-faktor yang mempengaruhi, yang dapat berkontribusi pada prediksi perilaku atau analisis sensitivitas;
• klarifikasi esensi, pemahaman yang lebih baik tentang objek studi, serta pembentukan keterampilan pertama untuk mengoperasikan sistem simulasi atau operasi.

Fase kedua: membangun model konseptual. model konseptual(dari konsepsi lat.) - model pada tingkat ide yang menentukan, yang terbentuk saat mempelajari objek yang dimodelkan. Pada tahap ini, objek diselidiki, penyederhanaan dan perkiraan yang diperlukan ditetapkan. Aspek penting diidentifikasi, yang sekunder dikecualikan. Satuan pengukuran dan rentang perubahan ditetapkan variabel model. Jika memungkinkan, maka model konseptual disajikan dalam bentuk sistem yang terkenal dan berkembang dengan baik: antrian, kontrol, pengaturan otomatis, berbeda jenis mesin penjual otomatis, dll. model konseptual sepenuhnya meringkas studi dokumentasi desain atau pemeriksaan eksperimental objek yang dimodelkan.

Hasil dari tahap kedua adalah skema umum dari model, sepenuhnya disiapkan untuk deskripsi matematika- bangunan model matematika.

Tahap ketiga: pilihan bahasa pemrograman atau pemodelan, pengembangan algoritma dan program model. Model tersebut dapat bersifat analitik atau simulasi, atau kombinasi keduanya. Dalam kasus model analitik, peneliti harus menguasai metode solusi.

Dalam sejarah matematika (dan ini, omong-omong, adalah sejarah pemodelan matematika) ada banyak contoh ketika kebutuhan untuk memodelkan berbagai macam proses menyebabkan penemuan baru. Misalnya, kebutuhan untuk mensimulasikan gerakan mengarah pada penemuan dan pengembangan kalkulus diferensial(Leibniz dan Newton) dan metode solusi yang sesuai. Masalah pemodelan analitik stabilitas kapal membuat Akademisi A. N. Krylov menciptakan teori perkiraan perhitungan dan komputer analog.

Hasil dari pemodelan tahap ketiga adalah program yang dikompilasi dalam bahasa yang paling nyaman untuk pemodelan dan penelitian - universal atau khusus.

Tahap keempat: merencanakan percobaan. Model matematika adalah objek percobaan. Eksperimen harus seinformatif mungkin, memenuhi batasan, menyediakan data dari akurasi yang dibutuhkan dan kredibilitas. Ada teori perencanaan eksperimen, unsur-unsur teori ini kita butuhkan, kita akan belajar di tempat yang sesuai dalam disiplin ilmu. GPSS World, AnyLogic, dll.) dan dapat diterapkan secara otomatis. Ada kemungkinan bahwa selama analisis hasil yang diperoleh, model dapat disempurnakan, ditambah, atau bahkan direvisi sepenuhnya.

Setelah menganalisis hasil simulasi, mereka ditafsirkan, yaitu hasil diterjemahkan ke dalam istilah mata pelajaran. Ini perlu karena biasanya spesialis materi(yang membutuhkan hasil penelitian) tidak memiliki terminologi matematika dan pemodelan dan dapat melakukan tugas-tugasnya, hanya beroperasi dengan konsep-konsep yang dikenalnya.

Ini menyimpulkan pertimbangan urutan simulasi dengan membuat kesimpulan penting tentang perlunya mendokumentasikan hasil setiap tahap. Ini diperlukan karena alasan berikut.

Pertama, pemodelan adalah proses iteratif, yaitu dari setiap tahap dapat dilakukan pengembalian ke salah satu tahap sebelumnya untuk memperjelas informasi yang dibutuhkan pada tahap ini, dan dokumentasi dapat menyimpan hasil yang diperoleh pada iterasi sebelumnya.

Kedua, dalam kasus mempelajari sistem yang kompleks, melibatkan: tim besar pengembang, dan berbagai tahapan dilakukan oleh tim yang berbeda. Oleh karena itu, hasil yang diperoleh pada setiap tahap harus dapat dialihkan ke tahap berikutnya, yaitu memiliki bentuk terpadu presentasi dan konten yang dapat dimengerti oleh spesialis lain yang tertarik.

Ketiga, hasil dari setiap tahapan harus menjadi produk yang berharga itu sendiri. Sebagai contoh, model konseptual tidak dapat digunakan untuk transformasi lebih lanjut ke dalam model matematika, tetapi menjadi deskripsi yang menyimpan informasi tentang sistem, yang dapat digunakan sebagai arsip, sebagai alat pembelajaran, dll.

Untuk memahami esensi pemodelan matematika, pertimbangkan definisi dasar, fitur proses.

Inti dari istilah

Pemodelan adalah proses membuat dan menerapkan model. Itu dianggap abstrak atau objek material, yang menggantikan objek nyata dari simulasi dalam proses belajar. Poin penting adalah pelestarian properti yang diperlukan untuk analisis subjek yang lengkap.

Pemodelan komputer merupakan varian dari pengetahuan yang didasarkan pada model matematika. Ini menyiratkan sistem ketidaksetaraan, persamaan, ekspresi tanda logis yang sepenuhnya mencerminkan semua karakteristik suatu fenomena atau objek.

Pemodelan matematika melibatkan perhitungan khusus, penggunaan teknologi komputer. Diperlukan lebih banyak penelitian untuk menjelaskan prosesnya. Tugas ini berhasil diselesaikan dengan simulasi komputer.

Kekhususan simulasi komputer

Cara mempelajari sistem yang kompleks ini dianggap efektif dan efisien. Lebih mudah dan lebih mudah untuk menganalisis model komputer, karena berbagai tindakan komputasi dapat dilakukan. Hal ini terutama berlaku dalam kasus di mana fisik atau alasan materi eksperimen nyata tidak memungkinkan Anda untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Logika model semacam itu memungkinkan untuk menentukan faktor utama yang menentukan parameter asli yang dipelajari.

Aplikasi pemodelan matematika ini memungkinkan untuk mengidentifikasi perilaku suatu objek di berbagai kondisi untuk mengidentifikasi pengaruh berbagai faktor terhadap perilakunya.

Dasar-dasar pemodelan komputer

Apa dasar dari pemodelan ini? Apa Penelitian ilmiah berbasis TIK? Mari kita mulai dengan fakta bahwa setiap simulasi komputer didasarkan pada prinsip-prinsip tertentu:

• pemodelan matematika untuk menggambarkan proses yang diteliti;
• penerapan model matematika yang inovatif untuk pertimbangan rinci dari proses yang diteliti.

Varietas pemodelan

Saat ini alokasikan metode yang berbeda pemodelan matematika: simulasi dan analitis.

Pilihan analitis dikaitkan dengan studi model abstrak objek nyata dalam bentuk diferensial persamaan aljabar, yang menyediakan penerapan teknologi komputer yang jelas yang dapat memberikan solusi yang akurat.

Pemodelan simulasi melibatkan studi model matematika dalam bentuk algoritma tertentu yang mereproduksi fungsi sistem yang dianalisis melalui eksekusi berurutan dari sistem perhitungan dan operasi sederhana.

Fitur membangun model komputer

Mari kita lihat lebih dekat bagaimana simulasi ini bekerja. Apa saja tahapan riset komputer? Mari kita mulai dengan fakta bahwa proses ini didasarkan pada perpindahan dari objek atau fenomena yang jelas sedang dianalisis.

Pemodelan tersebut terdiri dari dua tahap utama: pembuatan model kualitatif dan kuantitatif. belajar komputer terdiri dari melaksanakan sistem tindakan komputasi pada komputer pribadi bertujuan untuk menganalisis, mensistematisasikan, membandingkan hasil penelitian dengan perilaku nyata dari objek yang dianalisis. Jika perlu, penyempurnaan model tambahan dilakukan.

Langkah-langkah pemodelan

Bagaimana pemodelan dilakukan? Apa saja tahapan riset komputer? Jadi, kami membedakan algoritma tindakan berikut mengenai konstruksi model komputer:

Tahap 1. Menetapkan tujuan dan sasaran pekerjaan, mengidentifikasi objek pemodelan. Hal ini dimaksudkan untuk mengumpulkan data, merumuskan pertanyaan, mengidentifikasi tujuan dan bentuk penelitian, dan menggambarkan hasil yang diperoleh.

Tahap 2. Analisis dan studi sistem. Deskripsi objek, pembuatan model informasi, pemilihan perangkat lunak dan sarana teknis, contoh pemodelan matematika yang dipilih.

Tahap 3. Transisi ke model matematika, pengembangan metode desain, pemilihan algoritma tindakan.

Tahap 4. Pemilihan bahasa pemrograman atau lingkungan untuk pemodelan, diskusi opsi analisis, perekaman algoritme pada bahasa tertentu pemrograman.

Tahap 5 Ini terdiri dari melakukan eksperimen komputasi yang kompleks, men-debug perhitungan, dan memproses hasil yang diperoleh. Jika perlu, pada tahap ini pemodelan diperbaiki.

Tahap 6 Interpretasi hasil.

Bagaimana simulasi dianalisis? Apa produk perangkat lunak untuk penelitian? Pertama-tama, penggunaan teks editor grafis, spreadsheet, paket matematika yang memungkinkan Anda menerima hasil maksimal dari penelitian yang dilakukan.

Melakukan eksperimen komputasi

Semua metode pemodelan matematika didasarkan pada eksperimen. Di bawah mereka, merupakan kebiasaan untuk memahami eksperimen yang dilakukan dengan model atau objek. Mereka terdiri dari penerapan tindakan tertentu yang memungkinkan Anda untuk menentukan perilaku sampel eksperimental dalam menanggapi tindakan yang diusulkan.

Eksperimen komputasi tidak dapat dibayangkan tanpa melakukan perhitungan yang terkait dengan penggunaan model formal.

Dasar-dasar pemodelan matematika melibatkan penelitian dengan objek nyata, tetapi tindakan komputasi dilakukan dengannya salinan yang tepat(model). Saat memilih serangkaian indikator awal model tertentu, setelah menyelesaikan langkah-langkah komputasi, Anda bisa mendapatkan kondisi optimal untuk fungsi penuh dari objek nyata.

Misalnya, memiliki persamaan matematika, yang menggambarkan aliran proses yang dianalisis, ketika mengubah koefisien, kondisi awal dan menengah, kita dapat mengasumsikan perilaku objek. Selain itu, dimungkinkan untuk membuat perkiraan yang andal tentang perilaku objek atau fenomena alam ini dalam kondisi tertentu. Dalam kasus set data awal yang baru, penting untuk melakukan yang baru eksperimen komputasi.

Perbandingan data yang diterima

Untuk melakukan verifikasi yang memadai terhadap objek nyata atau model matematika yang dibuat, serta untuk mengevaluasi hasil penelitian tentang ilmu Komputer dengan hasil percobaan yang dilakukan pada prototipe skala penuh, dilakukan perbandingan hasil penelitian.

Keputusan untuk membangun tergantung pada ketidaksesuaian antara informasi yang diperoleh selama penelitian. sampel selesai atau tentang menyesuaikan model matematika.

Eksperimen semacam itu memungkinkan untuk menggantikan penelitian mahal alami dengan perhitungan pada teknologi komputer, untuk menganalisis kemungkinan menggunakan objek dalam waktu sesingkat mungkin, untuk mengidentifikasi kondisi untuk operasi aktualnya.

Pemodelan di lingkungan

Misalnya, dalam lingkungan pemrograman, tiga tahap pemodelan matematika digunakan. Pada tahap pembuatan algoritma dan model informasi, ditentukan nilai-nilai yang akan menjadi parameter input, hasil penelitian, dan jenisnya terungkap.

Jika perlu, buatlah yang spesial algoritma matematika dalam bentuk diagram alur yang ditulis dalam bahasa pemrograman tertentu.

Eksperimen komputer melibatkan analisis hasil yang diperoleh dalam perhitungan, koreksinya. Di antara tahapan penting dari studi semacam itu, kami mencatat pengujian algoritma, analisis kinerja program.

Debugnya melibatkan menemukan dan menghilangkan kesalahan yang mengarah pada hasil yang tidak diinginkan, munculnya kesalahan dalam perhitungan.

Pengujian melibatkan memeriksa fungsi program yang benar, serta menilai keandalan komponen individualnya. Prosesnya terdiri dalam memeriksa pengoperasian program, kesesuaiannya untuk mempelajari fenomena atau objek tertentu.

Spreadsheet

Pemodelan menggunakan spreadsheet memungkinkan Anda untuk menangani sejumlah besar tugas di berbagai bidang subjek. Mereka dianggap alat universal, yang memungkinkan penyelesaian tugas yang melelahkan dalam menghitung parameter kuantitatif objek.

Dalam kasus opsi simulasi seperti itu, beberapa transformasi algoritma untuk memecahkan masalah diamati, tidak perlu mengembangkan antarmuka komputasi. Pada saat yang sama, ada tahap debugging, yang meliputi penghapusan kesalahan data, pencarian koneksi antar sel, dan identifikasi rumus komputasi.

Seiring kemajuan pekerjaan, tugas tambahan, misalnya mengeluarkan hasil ke media kertas, representasi rasional informasi pada monitor komputer.

Pengurutan

Pemodelan dilakukan di spreadsheet sesuai dengan algoritma tertentu. Pertama, tujuan penelitian ditentukan, parameter utama dan hubungan diidentifikasi, dan model matematika tertentu disusun berdasarkan informasi yang diterima.

Untuk pertimbangan kualitatif model, karakteristik awal, menengah, dan akhir digunakan, dilengkapi dengan gambar, diagram. Dengan bantuan grafik dan bagan, mereka mendapatkan representasi visual dari hasil pekerjaan.

Pemodelan dalam lingkungan DBMS

Ini memungkinkan Anda untuk menyelesaikan tugas-tugas berikut:

• menyimpan informasi, melakukan pengeditan tepat waktu;
• mengatur data yang tersedia menurut karakteristik tertentu;
• membuat kriteria yang berbeda untuk pemilihan data;
• menyajikan informasi dengan cara yang nyaman.

Saat model dikembangkan berdasarkan data awal, kondisi optimal dibuat untuk menggambarkan karakteristik objek menggunakan tabel khusus.

Pada saat yang sama, informasi diurutkan, data dicari dan disaring, dan algoritma untuk perhitungan dibuat. Dengan menggunakan panel informasi komputer, Anda dapat membuat formulir layar yang berbeda, serta opsi untuk mendapatkan laporan kertas tercetak tentang kemajuan percobaan.

Jika hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan opsi yang direncanakan, parameter diubah, studi tambahan dilakukan.

Penerapan model komputer

Eksperimen komputasi dan simulasi komputer adalah metode penelitian ilmiah baru. Mereka memungkinkan untuk memodernisasi peralatan komputasi yang digunakan untuk membangun model matematika, untuk mengkonkretkan, memperbaiki, dan memperumit eksperimen.

Di antara yang paling menjanjikan penggunaan praktis, melakukan percobaan komputasi penuh menyoroti desain reaktor untuk kuat pembangkit listrik tenaga nuklir. Selain itu, ini termasuk pembuatan transduser magnetohidrodinamik energi listrik, serta seimbang rencana perspektif untuk negara, wilayah, industri.

Dengan bantuan komputer dan pemodelan matematika dimungkinkan untuk merancang perangkat yang diperlukan untuk belajar reaksi termonuklir, proses kimia.

Pemodelan komputer dan eksperimen komputasi memungkinkan untuk mereduksi objek jauh "non-matematis" ke formulasi dan solusi masalah matematika.

Ini terbuka peluang besar untuk menerapkan peralatan matematika dalam sistem dengan modern teknologi komputer untuk mengatasi masalah yang terkait dengan pembangunan luar angkasa, "penaklukan" proses atom.

Ini adalah pemodelan yang telah menjadi salah satu pilihan terpenting untuk memahami berbagai proses di sekitarnya dan Fenomena alam. Pengetahuan ini adalah proses yang kompleks dan memakan waktu, melibatkan penggunaan sistem berbagai macam pemodelan, dimulai dengan pengembangan model tereduksi dari objek nyata, diakhiri dengan pemilihan algoritma khusus untuk perhitungan matematis yang kompleks.

Bergantung pada proses atau fenomena apa yang akan dianalisis, algoritma tindakan tertentu dipilih, rumus matematika untuk komputasi. Simulasi komputer memungkinkan biaya minimal mendapatkan hasil yang diinginkan informasi penting tentang sifat dan parameter suatu objek atau fenomena.

Dalam makalah ini, kami mengusulkan untuk menganalisis secara rinci topik pemodelan dalam ilmu komputer. Bagian ini memiliki sangat penting untuk pelatihan spesialis masa depan di bidang teknologi informasi.

Untuk memecahkan masalah (industri atau ilmiah), ilmu komputer menggunakan rantai berikut:

Perlu memberi perhatian khusus pada konsep "model". Tanpa kehadiran tautan ini, solusi dari masalah tidak akan mungkin. Mengapa model yang digunakan dan apa yang dimaksud dengan istilah ini? Kita akan membicarakan hal ini di bagian selanjutnya.

Model

Pemodelan dalam ilmu komputer adalah kompilasi dari gambar objek kehidupan nyata yang mencerminkan semua fitur penting dan properti. Sebuah model untuk memecahkan masalah diperlukan, karena pada kenyataannya, digunakan dalam proses pemecahan.

PADA kursus sekolah Informatika, topik modeling mulai dipelajari sejak kelas enam. Sejak awal, anak perlu dikenalkan dengan konsep model. Apa itu?

• Kesamaan objek yang disederhanakan;
• Salinan objek nyata yang dikurangi;
• Skema fenomena atau proses;
• Gambar fenomena atau proses;
• Deskripsi fenomena atau proses;
• Analog fisik objek;
• Analog informasi;
• Sebuah objek placeholder yang mencerminkan properti dari objek nyata, dan seterusnya.

Model adalah konsep yang sangat luas, seperti yang telah dijelaskan di atas. Penting untuk dicatat bahwa semua model biasanya dibagi menjadi beberapa kelompok:

• bahan;
• ideal.

Model material dipahami sebagai objek yang didasarkan pada kenyataan fasilitas yang ada. Itu bisa berupa tubuh atau proses apa pun. Kelompok ini dibagi lagi menjadi dua jenis:

• fisik;
• analog.

Klasifikasi seperti itu bersyarat, karena sangat sulit untuk menarik batas yang jelas antara kedua subspesies ini.

Model yang ideal bahkan lebih sulit untuk dikarakterisasi. Dia dikaitkan dengan:

• pemikiran;
• imajinasi;
• persepsi.

Ini termasuk karya seni (teater, lukisan, sastra, dan sebagainya).

Tujuan Pemodelan

Pemodelan dalam ilmu komputer sangat tonggak pencapaian karena memiliki banyak tujuan. Sekarang kami mengundang Anda untuk mengenal mereka.

Pertama-tama, pemodelan membantu memahami dunia di sekitar kita. Sejak dahulu kala, orang telah mengumpulkan pengetahuan yang diperoleh dan mewariskannya kepada keturunan mereka. Dengan demikian, model planet kita (globe) muncul.

Pada abad yang lalu, objek yang tidak ada dimodelkan, yang sekarang tertanam kuat dalam kehidupan kita (payung, gilingan, dan sebagainya). Saat ini, pemodelan ditujukan untuk:

• identifikasi konsekuensi dari setiap proses (kenaikan biaya perjalanan atau pembuangan limbah kimia di bawah tanah);
• memastikan efektivitas keputusan yang dibuat.

Tugas simulasi

model informasi

Sekarang mari kita bicara tentang jenis model lain yang dipelajari di kursus ilmu komputer sekolah. Pemodelan komputer, yang perlu dikuasai oleh setiap spesialis TI masa depan, mencakup proses penerapan model informasi menggunakan fasilitas komputer. Tapi apa itu, model informasi?

Ini adalah daftar informasi tentang objek apa pun. Apa yang dideskripsikan oleh model ini, dan apa? informasi berguna membawa:

• properti dari objek yang dimodelkan;
• kondisinya;
• koneksi dengan dunia luar;
• hubungan dengan entitas eksternal.

Apa yang dapat berfungsi sebagai model informasi:

• deskripsi lisan;
• teks;
• gambar;
• meja;
• skema;
• menggambar;
• rumus dan sebagainya.

Ciri khas model informasi adalah tidak dapat disentuh, dicicipi, dan sebagainya. Itu tidak membawa perwujudan material, karena disajikan dalam bentuk informasi.

Pendekatan sistematis untuk membuat model

Di kelas berapa? kurikulum sekolah belajar modeling? Informatika kelas 9 memperkenalkan siswa pada topik ini secara lebih rinci. Di kelas inilah anak belajar tentang pendekatan pemodelan yang sistematis. Mari kita bicarakan ini sedikit lebih detail.

Mari kita mulai dengan konsep "sistem". Ini adalah sekelompok elemen yang saling terkait yang bekerja sama untuk menyelesaikan tugas. Sering digunakan untuk membuat model pendekatan sistematis, karena objek dianggap sebagai sistem yang berfungsi di beberapa lingkungan. Jika ada objek kompleks yang dimodelkan, maka sistem biasanya dibagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil - subsistem.

Tujuan penggunaan

Sekarang kita akan mempertimbangkan tujuan pemodelan (ilmu komputer kelas 11). Sebelumnya dikatakan bahwa semua model dibagi menjadi tipe dan kelas tertentu, tetapi batas di antara mereka bersyarat. Ada beberapa fitur yang biasa digunakan untuk mengklasifikasikan model: tujuan, bidang keahlian, faktor waktu, metode presentasi.

Adapun tujuan, adalah kebiasaan untuk membedakan jenis-jenis berikut:

• pendidikan;
• berpengalaman;
• imitasi;
• permainan;
• ilmiah dan teknis.

Jenis pertama termasuk bahan pendidikan. Ke yang kedua, salinan objek nyata diperkecil atau diperbesar (model struktur, sayap pesawat terbang, dan sebagainya). memungkinkan Anda untuk memprediksi hasil dari suatu peristiwa. Pemodelan simulasi sering digunakan dalam kedokteran dan lingkungan sosial. Misalnya, apakah model membantu untuk memahami bagaimana orang akan bereaksi terhadap reformasi ini atau itu? Sebelum melakukan operasi serius pada seseorang untuk transplantasi organ, banyak eksperimen yang dilakukan. Dengan kata lain, model simulasi memungkinkan Anda untuk memecahkan masalah dengan coba-coba. Model permainan adalah sejenis permainan ekonomi, bisnis atau militer. Dengan bantuan model ini, dimungkinkan untuk memprediksi perilaku suatu objek di situasi yang berbeda. Model ilmiah dan teknis digunakan untuk mempelajari proses atau fenomena (perangkat yang mensimulasikan) pelepasan petir, model gerak planet tata surya dan seterusnya).

bidang ilmu

Di kelas mana siswa lebih akrab dengan pemodelan? Ilmu komputer kelas 9 berfokus pada mempersiapkan siswanya untuk ujian masuk ke yang lebih tinggi lembaga pendidikan. Sejak di GUNAKAN tiket dan GIA memenuhi pertanyaan tentang pemodelan, sekarang topik ini perlu dipertimbangkan sedetail mungkin. Jadi, bagaimana klasifikasi berdasarkan bidang pengetahuan? Oleh fitur yang diberikan membedakan jenis berikut:

• biologis (misalnya, penyakit yang diinduksi secara artifisial pada hewan, kelainan genetik, neoplasma ganas);
• perilaku perusahaan, model pembentukan harga pasar, dan sebagainya);
• bersejarah ( pohon silsilah, model kejadian bersejarah, model tentara Romawi dan sejenisnya);
• sosiologis (model kepentingan pribadi, perilaku bankir ketika beradaptasi dengan kondisi perekonomian) dan seterusnya.

Faktor waktu

Menurut karakteristik ini, dua jenis model dibedakan:

• dinamis;
• statis.

Sudah, dilihat dari namanya saja, tidak sulit untuk menebak bahwa tipe pertama mencerminkan fungsi, perkembangan, dan perubahan suatu objek dalam waktu. Statis, sebaliknya, mampu menggambarkan suatu objek pada saat tertentu dalam waktu. Pandangan ini kadang-kadang disebut struktural, karena model mencerminkan struktur dan parameter objek, yaitu memberikan sepotong informasi tentangnya.

Contohnya adalah:

• satu set formula yang mencerminkan pergerakan planet-planet tata surya;
• grafik perubahan suhu udara;
• rekaman video letusan gunung berapi dan sebagainya.

Contoh model statistik adalah:

• daftar planet di tata surya;
• peta wilayah dan sebagainya.

Metode presentasi

Untuk memulainya, sangat penting untuk mengatakan bahwa semua model memiliki bentuk dan rupa, mereka selalu terbuat dari sesuatu, entah bagaimana disajikan atau dijelaskan. Atas dasar ini, diterima sebagai berikut:

• bahan;
• tidak berwujud.

Jenis pertama mencakup salinan materi dari objek yang ada. Mereka dapat disentuh, dicium, dan sebagainya. Mereka mencerminkan sifat eksternal atau internal, tindakan suatu objek. Untuk apa model material? Mereka digunakan untuk metode eksperimen pengetahuan (metode eksperimental).

Kami juga membahas model non-materi sebelumnya. Mereka menggunakan metode teoritis pengetahuan. Model seperti ini disebut ideal atau abstrak. Kategori ini dibagi menjadi beberapa subspesies: model imajiner dan informasional.

Model informasi menyediakan daftar berbagai informasi tentang objek. Model informasi dapat berupa tabel, gambar, deskripsi lisan, diagram dan sebagainya. Mengapa model ini disebut tidak berwujud? Masalahnya adalah tidak dapat disentuh, karena tidak memiliki perwujudan material. Di antara model informasi membedakan antara tanda dan visual.

Model imajiner adalah salah satu proses kreatif, melewati imajinasi seseorang, yang mendahului penciptaan objek material.

Langkah-langkah pemodelan

Topik ilmu komputer kelas 9 "Pemodelan dan Formalisasi" memiliki berat besar. Itu wajib untuk dipelajari. Di kelas 9-11, guru wajib mengenalkan siswa pada tahapan membuat model. Inilah yang akan kita lakukan sekarang. Jadi, tahapan pemodelan berikut dibedakan:

• pernyataan masalah yang bermakna;
• rumusan masalah matematis;
• perkembangan dengan penggunaan komputer;
• operasi model;
• mendapatkan hasil.

Penting untuk dicatat bahwa ketika mempelajari segala sesuatu yang ada di sekitar kita, proses pemodelan dan formalisasi digunakan. Ilmu komputer adalah mata pelajaran yang didedikasikan untuk metode modern mempelajari dan memecahkan masalah. Oleh karena itu, penekanannya adalah pada model-model yang dapat diimplementasikan dengan menggunakan komputer. Perhatian khusus dalam topik ini harus diberikan ke titik pengembangan algoritma solusi menggunakan komputer elektronik.

Tautan antar objek

Sekarang mari kita bicara sedikit tentang hubungan antar objek. Ada tiga jenis total:

• satu ke satu (koneksi seperti itu ditunjukkan oleh panah satu arah ke satu atau ke arah lain);
• satu-ke-banyak (hubungan ganda ditunjukkan oleh panah ganda);
• banyak-ke-banyak (hubungan seperti itu ditunjukkan oleh panah ganda).

Penting untuk dicatat bahwa hubungan bisa bersyarat dan tidak bersyarat. Sebuah hubungan tak bersyarat melibatkan penggunaan setiap contoh dari suatu objek. Dan dalam kondisional, hanya elemen individu yang terlibat.