Когато човек чуе думите „модел“ и „моделиране“, през съзнанието му обикновено минават снимки от детството му: малки копия на коли и самолети, глобус, манекен, модели на сгради ... Тези и много други неща често отразяват някои общи свойства или функции на реални обекти или предмети, само в по-опростен вид. С помощта на такива модели човек може по-лесно да обясни характеристиките на оригинала. Информационен модел примерите, които ясно обясняват много от трудните за разбиране процеси, също са предмет на основните изисквания на моделирането.
цели
Горното може да ни доведе до този извод: моделите, като подобни на реални обекти или процеси, не трябва да отразяват всички свойства на оригиналите, а само онези характеристики, които са по-търсени за използването им в определена ситуация. Не е необходимо да се показва цялото разнообразие от свойства на обекта - това може да доведе до усложняване на модела и неудобство при използването му. Затова е много важно да разберем с каква цел е създаден моделът, какви параметри трябва да бъдат отразени в конкретния случай. При моделирането е необходимо стриктно да се придържате към такава логическа верига: "обект - цел - модел".
Информационен модел. Примери. Системен анализ
При формирането на целта за моделиране възниква въпросът за правилността и пълнотата на създаването на списък от качества и характеристики на бъдещия модел. Описанието на обекта за моделиране често се нарича термин „информационен модел“. Примери за неговото използване могат да се видят в различни форми: графични, словесни, таблични, математически и много други. Колкото по-точен е информационният модел, толкова по-качествено и пълно той показва съвкупността от свойствата на оригиналния обект. Следователно е необходимо да се изберат само най-необходимите параметри за моделиране и да се установят връзки между тях. Този процес се нарича системен анализ.
Форма за представяне
Една от характеристиките на информационния модел е формата на неговото представяне, която е тясно свързана с целта на създаване на изображение. Ако едно от изискванията за даден проект е неговата видимост, тогава се използва графичен информационен модел. Примери за това не е трудно да се намерят: електрически вериги, карти на района, различни графики и чертежи. Освен това едни и същи данни, например графика на температурата през месеца, могат да бъдат представени в различни форми, например в табличен или текстов вид.
Използване на симулация
Когато се формира информационен модел, неговите параметри могат да се използват за изучаване на реален обект, за прогнозиране на неговото поведение при различни условия и извършване на изчисления. Често включвайте смесени информационни модели. Примери за използването на тази форма на моделиране често могат да се намерят в строителството, когато индивидуални характеристики на сложен обект, например сграда, се формират и отразяват под формата на чертежи, математически изчисления на якостта и допустимите натоварвания.
Друг ярък пример за смесен информационен модел е географска карта с нейните топографски символи, надписи, таблици. Такъв модел може да бъде представен и под формата на графики, диаграми, таблици, диаграми. Последните са условно разделени на карти, блок-схеми и графики.
класификация
За удобство на работата с информационни модели те условно са разделени на няколко големи блока: по област на използване, по времеви фактор, по клон на знанието и по форма на представяне.Те могат да бъдат разделени и по вид конструкция (таблична, йерархична и мрежа), по форма на представяне на данни (подписана и образно подписана) и по обект (описание на свойствата на даден обект или процес).
След това ще разгледаме къде точно можем да срещнем информационния модел, примери и форми за неговото използване също няма да бъдат игнорирани. Споменаваме само често използвани видове.
Типични примери за образен информационен модел
Формите на моделите от този тип се отличават с графично изображение на обект, фиксиран върху някакъв носител на информация (филм, хартия, дъска).
Този тип модели могат да бъдат причислени към различни фотографии, рисунки, графики. Примери за образни информационни модели често се намират в образователните институции, където плакатите предоставят много информация в графична форма. Друг вариант за използването му са илюстрации във всеки ученически учебник, например диаграма на строежа на войски в битката при Сталинград. Примери за образен информационен модел могат да се видят в научните организации, където обектите са разделени от външния им атрибут.
Класификация на моделите по време
Моделите могат да бъдат статични и динамични. Характеристиките на обект в определена времева рамка се описват от статични информационни модели. Примери за тяхното използване могат да бъдат намерени при изграждането на къща, когато се вземат предвид нейната сила и устойчивост на статично натоварване. Или в стоматологията, която описва състоянието на устната кухина на пациента по време на текущото приложение: броя на пломбите, наличието на дефекти и т.н.
Ако вземем предвид динамиката на промените в състоянието на пациента в няколко стъпки или през няколко години, тогава ще се използва динамичен модел за описание на същите характеристики.
Примери за динамични информационни модели се срещат при работа с фактори или характеристики, които се променят във времето. Сред тях са температурни промени, сеизмични вибрации и др.
Вербални модели
Вербалните модели, които са представени в разговорна или ментална форма, също принадлежат към информационните. Те също се наричат „вербални информационни модели“. Примери за такова моделиране могат да се наблюдават по време на шофиране: ситуацията на пътя, индикациите на светофарите, скоростта на съседните автомобили и др. Се анализират от човек. В този случай се разработва определен модел на поведение. Ако текущата ситуация е моделирана правилно, тогава този сегмент от пътя ще бъде безопасен. Ако не, вероятността от злополука е голяма.
Словесните модели включват също рима, която проблясва през мозъка на поета, или изображение на пейзаж пред съзнанието на художника, който все още не е приложен към платното.
Описателният информационен модел, който представлява писмено или устно описание на даден обект с помощта на език, също принадлежи към словесния тип. Пример за описателен информационен модел: проза в художествени книги, описания в художествена литература, текстово описание на събития и предмети.
Модели за регистрация
Ако характеристиките на обекта се появят под формата на специални символи, показани с помощта на официален език, тогава те са емблематични информационни модели. Примери за това ни заобикалят от всички страни: графики, диаграми, текстове и т.н. Знаковите и словесните модели са тясно свързани помежду си: ментален образ може да бъде облечен във знакова форма, а знаков модел образува специфичен ментален образ. Например, след като прочете описание на дадено явление, човек създава своя модел за себе си и, като се срещне с това явление в живота, може да го разпознае по формирания модел.
Информационните модели за знаци могат да бъдат разделени на геометрични, словесни, математически, структурни, логически, специални.
Математически модели
Като опция за знаци можете да разгледате математически информационен модел.Нейната особеност е, че характеристиките, параметрите или процесите са представени чрез математически формули. Това мнение описва и връзката между количествените характеристики на обектите. Например, знаейки масата на дадено тяло, можем да изчислим скоростта на неговото свободно падане в определен момент. Освен това информационните обекти обикновено се представят под формата на математически.
Математическите модели могат да бъдат разделени на много видове: статични, динамични, дискретни, непрекъснати, симулационни, вероятностни, логически, множествени, алгоритмични, игра и др.
Таблични модели
Модел, чиито обекти или свойства са представени в списък и техните стойности са разположени в клетките на правоъгълна таблица, се нарича таблица. Това е един от най-често срещаните видове пренос на информация. С помощта на таблици е възможно да се формират статични и динамични информационни модели в различни области на приложение. В живота ние използваме това, например, когато създаваме транспортно разписание, телевизионна програма, метеорологичен дневник и т.н.
Видове таблични информационни модели
Таблиците са от три типа: двоични, "обект-свойство", "обект-обект". За да дадете примери за таблични информационни модели, трябва да анализирате тяхната структура.
В таблици от типа "обект-обект", първият ред и първият списък на колоните са обекти. Останалите клетки отразяват връзката между тях. Таблицата, в колоните и редовете на която са имената на градовете, а съдържанието показва наличието на качествен характер на връзката между тях (наличието на директен път), може да служи като пример за типа "обект-обект".
В таблици от типа "обект-свойство" всеки ред съдържа параметрите на един обект или събитие, а колоните съдържат информация за техните характеристики или свойства. Пример за този тип структура може да бъде информация за промени в метеорологичните условия в различни дни.
Йерархични и мрежови информационни модели
Табличните модели са удобни за малки системи от обекти. При създаването на сложна система моделът може да стане твърде голям и неудобен за употреба именно защото е представен под формата на правоъгълна таблица. Например, ако създадете таблична диаграма на линията на метрото с обекти на станцията и посочите дали има преход или пресичане между тях, тогава такава таблица ще има огромна излишък - повече от десет хиляди стойности и ще бъде много трудно да я използвате.
Йерархичните системи обикновено се представят в графична форма, под формата на графики - връзки между обекти, разпределени на нива. Всички елементи на горните нива се състоят от долни елементи, а елементите на долното ниво принадлежат само на един елемент от по-високо ниво. Конкретен пример за този тип модели е родословното дърво.
Мрежовите модели са по-компактни, тъй като отразяват най-важните връзки между обектите. Най-често те се представят в графична форма. Пример за такъв мрежов модел е линейната диаграма на метрото.
Използването на информационни модели в процеса на моделиране на компютър
Удобно е да се правят симулации с помощта на компютърна технология. Самият процес може да бъде разделен на няколко етапа.
Първо се осъществява изграждането на информационен модел: определянето на текущите изследвания, разпределението на важни параметри на обекта, които съответстват на тази цел, премахването на несъществени параметри.
На втория етап се създава формализиран модел: описателният информационен модел се изразява чрез формален език, фиксират се отношения между количествата и се поставят необходимите ограничения за тяхната промяна.
На следващия етап формализираният модел се трансформира в компютърен, тоест съставяне на алгоритъм, извършване на изчисления, писане на програми или използване на специализиран софтуер.
След като се провери правилността на създаването на модела и съответствието му с предвидената цел, започва директната употреба. При необходимост се извършва корекция.
Използването на компютърни технологии значително опростява създаването на информационни модели, тяхната промяна, корекция. Възможно е да поставите симулирания обект във всяка среда и да проверите неговото поведение или трансформация на характеристики в различни условия, без да се излагате на тези фактори.