Загрузил Галина Винтер

Моделирование для урока 2022 1-й урок по теме г

реклама
Модели в нашей жизни
Что такое модель?
Модель – это объект, который обладает некоторыми
свойствами другого объекта (оригинала) и используется
вместо него.
Оригиналы и модели
Первый линейный русский корабль «Гото Предестинация»
Что можно моделировать?
Модели объектов:
• уменьшенные копии зданий, кораблей, самолетов, …
• модели ядра атома, кристаллических решеток
• чертежи
•…
Модели процессов:
• изменение экологической обстановки
• экономические модели
• исторические модели
•…
Модели явлений:
• землетрясение
• солнечное затмение
• цунами
•…
Моделирование
Моделирование – это создание и использование моделей для
изучения оригиналов.
Когда используют моделирование:
• оригинал не существует
- древний Египет
- последствия ядерной войны
• исследование оригинала опасно для жизни или дорого:
- управление ядерным реактором (Чернобыль, 1986)
- испытание нового скафандра для космонавтов
- разработка нового самолета или корабля
• оригинал сложно исследовать непосредственно:
-
Солнечная система, галактика (большие размеры)
атом, нейтрон (маленькие размеры)
процессы в двигателе внутреннего сгорания (очень быстрые)
геологические явления (очень медленные)
• интересуют только некоторые свойства оригинала
- проверка краски для фюзеляжа самолета
Цели моделирования
• исследование оригинала
изучение сущности объекта или явления
• анализ («что будет, если …»)
научиться прогнозировать последствия различных
воздействиях на оригинал
• синтез («как сделать, чтобы …»)
научиться управлять оригиналом, оказывая на него
воздействия
• оптимизация («как сделать лучше»)
выбор наилучшего решения в заданных условиях
Один оригинал – одна модель?
• материальная точка
!
Оригиналу может соответствовать
несколько разных моделей и наоборот!
Зачем нужно много моделей?
!
Тип модели определяется целями моделирования!
изучение
наследственности
изучение
строения
тела
примерка
одежды
учет граждан
страны
тренировка
спасателей
Природа моделей (виды моделей)
• материальные (физические, предметные) модели:
• информационные модели представляют собой
информацию о свойствах и состоянии объекта,
процесса, явления, и его взаимосвязи с внешним миром:
• вербальные – словесные или мысленные
• знаковые – выраженные с помощью формального языка





графические (рисунки, схемы, карты, …)
табличные
математические (формулы)
логические (различные варианты выбора действий на
основе анализа условий)
специальные (ноты, химические формулы)
Модели по области применения
• учебные (в т.ч. тренажеры)
• опытные – при создании новых технических средств
аэродинамическая труба
испытания в опытовом бассейне
• научно-технические
имитатор солнечного
излучения
вакуумная камера в Институте
космических исследований
вибростенд
НПО «Энергия»
Модели по фактору времени
• статические – описывают оригинал в заданный
момент времени
 силы, действующие на тело в состоянии покоя
 результаты осмотра врача
 фотография
• динамические
 модель движения тела
 явления природы (молния, землетрясение, цунами)
 история болезни
 видеозапись события
Модели по структуре
• табличные модели (пары соответствия)
• иерархические (многоуровневые) модели
Директор
Главный
инженер
Главный
бухгалтер
Вася
Петя
Маша
Даша
Глаша
• сетевые модели (графы)
3
6
1
старт
2
8
финиш
5
4
7
Специальные виды моделей
• имитационные
- нельзя заранее вычислить или предсказать
поведение системы, но можно имитировать её
реакцию на внешние воздействия;
- максимальный учет всех факторов;
- только численные результаты;
!
Задача – найти лучшее решение методом
проб и ошибок (многократные эксперименты)!
Примеры:
 испытания лекарств на мышах, обезьянах, …
 математическое моделирование биологических
систем
 модели бизнеса и управления
 модели процесса обучения
Специальные виды моделей
• игровые – учитывающие действия противника
Примеры:
 модели экономических ситуаций
 модели военных действий
 спортивные игры
 тренинги персонала
!
Задача – найти лучший вариант действий в
самом худшем случае!
Моделирование
1) Материя
2) Сознание
3) Снова неживая материя (компьютер)
построение и изучение моделей
реально существующих предметов,
процессов или явлений с целью
получения объяснений этих
явлений, а также для предсказания
явлений, интересующих
исследователя
Модель
Назначение моделирования:
1. Более доступное изучения объекта.
2. Прогнозирование того или иного явления.
3. Замена человека в той или иной
сфере деятельности.
1. Текстовые
2. Математические
3. Графические
4. Табличные
Шпаргалка:
Математические модели в
естествознании.
Тип «Объект-свойство»
Свойства объекта – его характеристики
Объект –
календарная
дата
дата
осадки
t◦
15.03.
снег
-15
16.03.
ясно
-20
Тип «Объект - объект»
ученик
русский
алгебра
Объект -
Объект -
Иванов
4
4
предметы
ученики
Сидоров
5
3
Модель –
упрощенное подобие
реального объекта
Объект моделирования – это любое
- физическое тело,
- явление природы,
- процесс.
Для текстовой задачи из карточки
спроектировать и создать таблицу, в которой:
- распределить все данные в ячейках таблицы,
- выполнить расчеты и занести данные в таблицу
Задача «Праздничный обед»
Во время праздничного обеда Буратино съел 5 кусков торта, выпил 4
стакана лимонада и зажевал 20 драже «Тик-так». Мальвина, которая
пригласила его в гости, съела 1 кусочек торта, выпила 1 стаканчик
лимонада и зажевала 2 драже «Тик-так». Пьеро, который жить не может
без Мальвины и всегда рядом с ней, съел 2 кусочка торта, выпил 3
стаканчика лимонада. Дуремар, который заглянул к друзьям в гости,
доел оставшиеся 3 куска торта, допил 2 стаканчика лимонада. Драже не
досталось ни Пьеро, ни Дуремару.
В 1 кусочке торта содержится 150 калорий, в 1 стаканчике лимонада
15 – калорий, в 1 драже «Тик-так» – 2 калории.
Вопросы к задаче:
Сколько всего калорий заработал каждый из участников праздничного обеда?
Сколько всего каждого вида продуктов было съедено за время обеда?
Кто из друзей заработал наибольшее, а кто – наименьшее количество калорий?
Сколько в среднем калорий заработали все участники обеда?
Сколько всего калорий содержится в полном количестве каждого вида продуктов?
Таблица «Праздничный обед»
Таблица «Праздничный обед»
Друзья
Буратино
Мальвина
Пьеро
Дуремар
Калорий (в едце продуктов)
Всего
продуктов
Всего калорий
Торт
(к)
Лимонад
(ст)
«Тик-так»
(д)
Всего
калорий
Таблица «Праздничный обед»
Друзья
Торт
(к)
Лимонад
(ст)
«Тик-так»
(д)
Буратино
Мальвина
5
4
20
1
1
2
Пьеро
2
3
0
Дуремар
3
2
0
150
15
2
Калорий (в едце продуктов)
Всего
продуктов
Всего калорий
Всего
калорий
Таблица «Праздничный обед»
Друзья
Торт
(к)
Лимонад
(ст)
«Тик-так»
(д)
Всего
калорий
Буратино
Мальвина
5
4
20
850
1
1
2
169
Пьеро
2
3
0
345
Дуремар
3
2
0
480
Калорий (в едце продуктов)
150
15
2
Всего
продуктов
11
10
22
43
1650
150
44
1844
Всего калорий
Таблица «Праздничный обед»
Друзья
Торт
(к)
Лимонад
(ст)
«Тик-так»
(д)
Всего
калорий
Буратино
Мальвина
Пьеро
5
4
20
850
1
1
2
169
2
3
0
345
Дуремар
3
2
0
480
150
15
2
11
10
22
43
1650
150
44
1844
Калорий (в едце продуктов)
Всего
продуктов
Всего калорий
Ответы на вопросы: для 1, 2, 5 – го вопросов – ответы содержатся в таблице.
3 вопрос: Буратино заработал наибольшее количество калорий, а Мальвина –
наименьшее.
4 вопрос: в среднем участники обеда заработали 461 калорий.
Скачать