Formalizarea și vizualizarea modelelor
De-a lungul istoriei sale, omenirea a folosit diferite metode și instrumente pentru a crea modele de informare. Aceste metode au fost îmbunătățite în mod constant. Astfel, primele modele de informare au fost create sub forma desenelor de rock. În prezent, modelele de informații sunt de obicei construite și explorate folosind tehnologia informatică modernă.
Modele descriptive de informații. Astfel de modele afișează calitativ obiecte, procese și fenomene. adică fără a utiliza caracteristici cantitative. Modelele descriptive de informații sunt construite, de obicei, folosind limbi și desene naturale.
Numeroase modele de informații descriptive sunt cunoscute în istoria științei. Astfel, modelul heliocentric al lumii copernicane în limbaj natural a fost formulat după cum urmează:
- Pământul se învârte în jurul Soarelui, iar Luna se învârte în jurul Pământului;
- toate planetele se învârt în jurul Soarelui.
Cu toate acestea, modul de reprezentare a acestuia în forma unei figuri este mai evident (Figura 4.12).
Fig. 4.12. Model descriptiv al sistemului heliocentric al lumii copernicane
În fizică, fenomenul interacțiunii electrostatice a două încărcări este descris în limbajul natural după cum urmează: "Două încărcături asemănătoare sunt respinse, iar două, spre deosebire de taxe, sunt atrase".
Pentru claritate, se pot desena linii de intensitate a câmpului electrostatic și suprafețe equipotențiale (Figura 4.13).
Fig. 4.13. Model descriptiv de interacțiune a sarcinilor electrice
În chimie, structura unei molecule de apă poate fi descrisă calitativ în limbajul natural: "O moleculă de apă constă dintr-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen".
Pentru claritate, structura moleculei poate fi desenată (Figura 4.14).
Fig. 4.14. Model descriptiv al unei molecule de apă
Formalizarea modelelor de informații. Cu ajutorul limbilor formale, se construiesc modele formale de informare. Matematica este limba cea mai utilizată. Folosind conceptele și formulele matematice, sunt construite modele matematice. Matematica include diferite limbi oficiale, unele dintre ele (algebră și geometrie) pe care le cunoașteți în școală.
În științele naturale (fizică, chimie, etc.) se construiesc modele formale de fenomene și procese. În majoritatea cazurilor, limbajul matematic universal al formulelor algebrice este folosit pentru aceasta. Cu toate acestea, în unele cazuri, se folosesc limbi oficiale de specialitate (în chimie - limba formulelor chimice, în muzică - notație muzicală, etc.).
Newton a formalizat sistemul heliocentric al lumii, descoperind legea gravitației universale și legile mecanicii și le-a scris sub formă de formule.
În electrostatice, interacțiunea încărcărilor electrice este descrisă de formula legii Coulomb.
În chimie, structura unei molecule de apă este descrisă printr-o formulă chimică.
Procesul de construire a modelelor de informații cu ajutorul limbilor formale se numește formalizare.
În procesul cunoașterii lumii înconjurătoare, omenirea folosește în mod constant modelarea și formalizarea. Când studiați un obiect nou, construiți mai întâi modelul descriptiv de informații într-o limbă naturală, atunci este formalizat, adică exprimat prin limbi oficiale.
Vizualizarea modelelor formale. În procesul de studiere a modelelor formale, vizualizarea acestora este adesea efectuată. Pentru vizualizarea algoritmilor, diagrame bloc, relații spațiale între obiecte - desene, modele de circuite electrice - circuite electrice. Atunci când se vizualizează modele formale cu ajutorul animației, pot fi afișate dinamica procesului, se pot realiza construcții de grafice ale modificărilor în cantități etc.
În prezent, modelele computerizate vizuale interactive sunt utilizate pe scară largă. În astfel de modele, cercetătorul poate schimba condițiile inițiale și parametrii proceselor și poate observa schimbări în comportamentul modelului.
Ca exemplu de vizualizare a unui model formal, se poate cita un model interactiv interactiv interactiv al unei mașini hidraulice (Figura 4.15).
Fig. 4.15. Model interactiv vizual al mașinii hidraulice
Într-un experiment pe calculator, este posibil să se modifice zonele pistonului S1 și S2 și masele încărcărilor m1 și m2 în ambele picioare și să se obțină o formulă pentru relația dintre zonele pistoanelor și forțele care acționează asupra lor.
1. Ce știi despre modele descriptive de informare?
2. Ce puteți numi modele informale formalizate?
Sarcini de auto-împlinire
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: