Шпаргалка по "Информатике"

 

* формулирование  знаний о системе (определение  типов исходных данных и взаимосвязей) и требований к обработке данных, получение с помощью СА5Е-системы  готовой схемы БД или даже готовой прикладной информационной системы;

 

* осуществление  системного анализа и разработка  структурных моделей.

 

В ходе информационного  процесса данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов. Обработка данных включает в себя множество различных операций. По мере развития научно-технического прогресса и общего усложнения связей в человеческом обществе трудозатраты на обработку данных неуклонно возрастают. Прежде всего, это связано с постоянным усложнением условий управления производством и обществом. Второй фактор, также вызывающий общее увеличение объемов обрабатываемых данных, тоже связан с научно-техническим прогрессом, а именно с быстрыми темпами появления и внедрения новых носителей данных, средств их хранения и доставки.

 

В структуре  возможных операций с данными  можно выделить следующие основные:

 

• сбор данных — накопление информации с целью  обеспечения достаточной полноты  для принятия решений;

 

• формализация данных — приведение данных, поступающих  из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;

 

• фильтрация данных — отсеивание «лишних» данных, в  которых нет необходимости для  принятия решений; при этом должен уменьшаться  уровень «шума»,а достоверность и адекватность данных должны возрастать;

 

• сортировка данных — упорядочение данных по заданному  признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации;

 

• архивация  данных — организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом;

 

• защита данных — комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации  данных;

 

• транспортировка данных — прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя — клиентом;

 

• преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую. Преобразование данных часто связано с изменением типа носителя, например книги можно хранить в обычной бумажной форме, но можно использовать для этого и электронную форму, и микрофотопленку. Необходимость в многократном преобразовании данных возникает также при их транспортировке, особенно если она осуществляется средствами, не предназначенными для транспортировки данного вида данных. В качестве примера можно упомянуть, что для транспортировки цифровых потоков данных по каналам телефонных сетей (которые изначально были ориентированы только на передачу аналоговых сигналов в узком диапазоне частот) необходимо преобразование цифровых данных в некое подобие звуковых сигналов, чем и занимаются специальные устройства — телефонные модемы.

 

Приведенный здесь  список типовых операций с данными  далеко не полон. Миллионы людей во всем мире занимаются созданием, обработкой, преобразованием и транспортировкой данных, и на каждом рабочем месте  выполняются свои специфические операции, необходимые для управления социальными, экономическими, промышленными, научными и культурными процессами. Полный список возможных операций составить невозможно, да и не нужно. Сейчас нам важен другой вывод: работа с информацией может иметь огромную трудоемкость, и ее надо автоматизировать

 

23. моделирование  как метод познания. Классификация  и формы представления моделей.  Методы и технологии моделирования  моделей. Информационная модель  объекта.

Порою бывает неудобным  и невозможным рассмотрение реального объекта, процесса или явления, ведь они бывают иногда многогранны и сложны. Тогда лучшим способом их изучения и становится построение модели, отображающей лишь какую-то грань реальности, потому более простой. И многовековой опыт развития науки доказал на практике плодотворность такого подхода.

Так, например, в курсе географии первые представления  о нашей планете Земля вы получили изучая ее модель – глобус; в химии  при изучении строения вещества использовали модели молекул; в кабинете биологии использовали муляжи овощей и фруктов, чтобы наглядно продемонстрировать особенности их сортов.

Вообще, какую  бы жизненную задачу ни взялся решать человек, первым делом он строит модель – иногда осознанно, а иногда и  нет. Ведь бывает так – вы напряженно ищете выход из трудной ситуации, пытаясь нащупать, за что можно ухватиться. И вдруг приходит озарение… Что же произошло? Это сработало замечательное свойство нашего разума – умение безотчетно, словно по какому-то волшебству, уловить самое важное, превратить информационный хаос в стройную модель стоящей перед человеком задачи. Как видите, с моделями вы имеете дело ежечасно и, может быть, ежеминутно. Просто вы никогда не задумывались об этом, поскольку построение моделей для человека так же естественно, как ходьба или умение пользоваться ножом и вилкой.

Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических  устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т.д. Без  предварительного создания чертежей невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме.

Все художественное творчество фактически является процессом  создания моделей. Например, такой литературный жанр, как басня, переносит реальные отношения между людьми на отношения  между животными и фактически создает модели человеческих отношений.

Моделирование – это метод познания окружающего  мира, состоящий в создании и исследовании моделей.

Разные науки  исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят различные типы моделей. В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии – их химический состав, в биологии – строение и поведение живых организмов и т.д.

Модель –  некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.

Один и тот  же объект может иметь множество  моделей, а разные объекты могут  описываться одной моделью.

Наш мир наполнен многообразием различных объектов. По отношению к объектам часто  употребляемо понятие «простой объект», «сложный объект» Сложный предмет состоит из множества простых. Кирпич – простой объект, здание – сложный; рама, руль, колеса –простые, велосипед – сложный объект. Смотрите, получается каждый объект состоит из других объектов, т.е. представляет собой систему.

Система – сложный  объект, состоящий из взаимосвязанных частей (элементов). Всякая система имеет определенное назначение (цель).

Кроме того, всякая система определяется не только составом своих частей, но и порядком и  способом объединения этих частей в  единое целое, т.е. структурой.

 

Структура –  совокупность связей между элементами системы. Структура систем зависит  от поставленной цели

 

 

 

Признаки классификаций  моделей:

 

1) по области  использования;

 

2) по фактору  времени;

 

3) по отрасли  знаний;

 

4) по форме  представления

 

 

1) Классификация моделей по области использования:

 

Учебные модели – используются при обучении. Это  могут быть наглядные пособия, различные  тренажеры, обучающие программы.

 

Опытные модели – это уменьшенные или увеличенные  копии проектируемого объекта. Используют для исследования и прогнозирования его будущих характеристик.

 

Например, модель корабля исследуется в бассейне для изучения устойчивости судна  при качке, модель автомобиля «продувается»  в аэродинамической трубе с целью  исследования обтекаемости кузова, модель сооружения используется для привязки здания к конкретной местности и т.д.

 

Научно –  технические модели -  создаются  для исследования процессов 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 объекта в  различных ситуациях, проигрывая их с учетом возможной реакции со стороны конкурента, союзника или  противника. С помощью игровых моделей можно оказывать психологическую помощь больным, разрешать конфликтные ситуации.

 

Имитационные  модели непросто отражают реальность с той или иной степенью точности, а имитируют ее. Эксперименты с  моделей проводят при разных исходных данных. По результатам исследования делаются выводы. Такой метод подбора правильного решения получил название (метод проб и ошибок). Например, для выявления побочных действий лекарственных препаратов их испытывают в серии опытов над животными.

 

 

2) Классификация  моделей по фактору времени:

 

Статические –  модели, описывающие состояние системы  в определенный момент времени (единовременный срез информации по данному объекту). Например, обследование учащихся в  стоматологической поликлинике  дает состояние их зубов в данный момент времени: соотношение молочных и постоянных, наличие  пломб, дефектов и т.п.

 

Динамические  – модели, описывающие процессы изменения и развития системы (изменения  объекта во времени). Примеры: описание движения тел, развития организмов, процесс химических реакций.

 

При строительстве  дома рассчитывают прочность его  фундамента, стен, балок и устойчивость их к постоянной нагрузке. Это статическая  модель здания. Но надо так же обеспечить противодействие ветрам, движению грунтовых вод, сейсмическим колебаниям и другим изменяющимся во времени факторам. Эти вопросы можно решить с помощью динамических моделей.

 

Таким образом, один и тот же объект можно охарактеризовать и статической и динамической моделью.

 

 

3) Классификация  моделей по отрасли знаний

 

- это классификация  по отрасли деятельности человека: математические, биологические, химические, социальные, экономические, исторические  и тд

 

 

4) Классификация  моделей по форме представления:

 

Материальные  – это предметные (физические) модели. Они всегда имеют реальное воплощение. Отражают внешнее свойство и внутреннее устройство исходных объектов, суть процессов и явлений объекта-оригинала. Это экспериментальный метод познания окружающей среды. Примеры: детские игрушки, скелет человека, чучело, макет солнечной системы, школьные пособия, физические и химические опыты

 

Абстрактные (нематериальные) – не имеют реального воплощения. Их основу составляет информация. это  теоретический метод познания окружающей среды. По признаку реализации они бывают:  мысленные и вербальные; информационные

 

Мысленные модели формируются в воображении человека в результате раздумий, умозаключений, иногда в виде некоторого образа. Это  модель способствует сознательной деятельности человека. Примером мысленной модели является модель поведения при переходе через дорогу. Человек анализирует ситуацию на дороге (какой сигнал подает светофор, как далеко находятся машины, с какой скоростью они движутся и т.п.) и вырабатывается модель поведения. Если ситуация смоделирована правильно, то переход будет безопасным, если нет, то может произойти дорожно-транспортное происшествие.

 

Вербальные (от лат. verbalis – устный) – мысленные  модели, выраженные в разговорной  форме. Используется для передачи мыслей.

 

Чтобы информацию можно было использовать для обработки на компьютере, необходимо выразить ее при помощи системы знаков, т.е. формализовать. Правила формализации должны быть известны и понятны тому, кто будет создавать и использовать модель. Поэтому наряду с мысленными и вербальными моделями используют более строгие – информационные модели.

 

Информационные  модели – целенаправленно отобранная информация об объекте, которая отражает наиболее существенные для исследователя  свойства этого объекта.

Типы информационных моделей :

 

Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках)

 

Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня

 

Сетевые – применяют  для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру

 

По степени  формализации информационные модели бывают образно-знаковые и знаковые.

 

Ярким примером образно-знаковой модели является географическая карта. Цвет и форма материков, океанов, гор, изображенных на карте, сразу подключает образное мышление. По цвету  на карте сразу можно оценить рельеф. Например, с голубым цветом у человека ассоциируется вода, с зеленым цветущий луг, равнина. 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.