Классификация компьютерных объектов. Понятие об информации Как сделать на компьютере объект с классификацией
Таблица 9.1. Виды компьютерных документов
Вид документа | Форма представления информации | Объекты документа | Среда |
ТЕКСТ | Символьная | СимволСловоПредложениеАбзацСтраницаФрагмент текстаТекст | Текстовый процессор или редактор |
ГРАФИКА | Графическая(точечноеизображение) | Пиксель Графический примитив Фрагмент рисунка Рисунок | Графический редактор |
ТАБЛИЦА(Электроннаятаблица) | Табличная | Ячейка (клетка таблицы) Блок ячеек Таблица Диаграмма | Табличный процессор |
БАЗА ДАННЫХ | Список или картотека | Элемент поляПолеЭкземпляр записиЗаписьСовокупностьзаписейБаза данных | Система управления базой данных (СУБД) |
СОСТАВНОЙ ДОКУМЕНТ | Символьная Графическая Табличная Список или картотека и др. | Внедренные объекты разных сред: текст, графика, таблицы, формулы, фигурный текст, гипертекст, звук, видео и др. | ТекстовыйпроцессорРедакторпрезентацийРедакторweb-страници др. |
- Для чего нужно классифицировать объекты? Что лежит в основе любой классификации? Приведите пример классификации объектов по общим свой-ствам. Приведите пример классификации объектов по общим дейст-виям. Может ли среда существования» стать основанием классифи-кации? Произведите классификацию объектов с общим названием «велосипед». Классифицируйте домашнюю посуду по следующим призна-кам: материал, назначение, долговечность. Предложите несколько вариантов упорядочения (классифи-кации) разнообразных объектов на вашем письменном столе. Назовите основание, по которому в одну группу могли бы по-пасть следующие объекты:
- кенгуру, утконос, кролик, броненосец; роза, колесо, футбольные бутсы, кактус; молоко, бензин, кислота, магма.
Тема 10 Классификация моделей
Изучив эту тему, вы узнаете:- что может служить основанием для классификации моделей;
как классифицируются модели по области использования;
как классифицируются модели по способу представления;
каковы формы представления информационных моделей;
что такое компьютерная модель.
- областью использования; учетом в модели временного фактора (динамики); отраслью знаний; способом представления моделей.
Рис. 10.1. Классификация моделей по области использования
Научно-технические модели создаются для исследования про-цессов 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 объек-та в различных ситуациях, проигрывая их с учетом возможной реакции со стороны конкурента, союзника или противника. С по-мощью игровых моделей можно оказывать психологическую по-мощь больным, разрешать конфликтные ситуации. Имитационные модели не просто отражают реальность с той или иной степенью точности, а имитируют ее. Эксперименты с моделью проводятся при разных исходных данных. По резуль-татам исследования делаются выводы. Такой метод подбора пра-вильного решения получил название метода проб и ошибок. На-пример, для выявления побочных действий лекарственных пре-паратов их испытывают в серии опытов на животных. Другим примером имитационного моделирования может слу-жить экспериментальная деятельность в школах. Предположим, в обучение хотят ввести новый предмет «Основы вождения». Для эксперимента отбирается ряд школ. Где-то учат водить школьный грузовик, где-то - собранный учащимися легковой автомобиль, а в некоторых школах все сводится к изучению правил дорожного движения (моделирование с различными входными данными). По-следующая проверка и анализ результатов по внедрению нового предмета в множестве школ помогают сделать вывод о целесооб-разности обучения этой дисциплине во всех школах страны. Как уже упоминалось, одна из классификаций связана с фак-тором времени. Модели можно разделить на статические и ди-намические по тому, как отражается в них динамика происходя-щих процессов (рисунок 10.2).
Рис. 10.2 . Классификация моделей -
Статическая модель - это единовременный срез информации по данному объекту. Например, обследование учащихся в стоматологической поликли-нике дает состояние их зубов на данный момент времени: соотношение молочных и постоянных, наличие пломб, дефектов и т. п. Динамическая модель представляет картину изменения объ-екта во времени. В примере с поликлиникой медицинскую кар-ту ученика, отражающую изменение состояния его зубов в тече-ние многих лет, можно считать динамической моделью. При строительстве дома рассчитывают прочность его фунда-мента, стен, балок и устойчивость их к постоянной нагрузке. Это статическая модель здания. Но надо также обеспечить про-тиводействие ветрам, движению грунтовых вод, сейсмическим колебаниям и другим изменяющимся во времени факторам. Эти вопросы можно решить с помощью динамических моделей. Как видно из примеров, один и тот же объект можно охарак-теризовать и статической, и динамической моделью. Можно классифицировать модели и по тому, «к какой отрас-ли» знаний или деятельности человека они относятся (биологи-ческие, социологические, экономические, исторические и т. п.), и по множеству других факторов. 10.2. Классификация моделей по способу представления Подробнее рассмотрим классификацию всего многообразия мо-делей по способу представления. Схема такой классификации изображена на рисунке 10.3.
Рис. 10.3. Классификация моделей по способу представления
В соответствии с ней модели делятся на две большие груп-пы: материальные и абстрактные (нематериальные). Эти две группы как бы характеризуют то, «из чего сделаны модели». И материальная, и абстрактная модели содержат информацию об исходном объекте. Только в случае материальной модели эта информация имеет реальное воплощение - цвет, форму, про-порции и т. п. Ее можно получить с помощью органов чувств: зрения, осязания, обоняния, а также воспользовавшись измери-тельными приборами и инструментами. В нематериальной моде-ли та же информация представляется в аб-страктной форме (мысль, формула, чертеж, схема). Материальная и абстрактная модели мо-гут отражать один и тот же прототип и вза-имно дополнять друг друга. Некоторые из вас видели в цирке эффектный номер с мо-тоциклистом, движущимся с большой ско-ростью по отвесной стене. В аттракционе «Сюрприз» в парке культуры и отдыха кабинки с людьми вра-щаются на большой скорости в вертикальной плоскости. Причи-на, почему удерживается мотоциклист и не выпадают из каби-нок люди, объясняется центробежными силами, действующими на каждый объект при вращении. Их можно изобразить на чер-теже и описать формулами. Это различные абстрактные формы представления информации. Не каждому они понятны. Однако этот процесс можно продемонстрировать и на примере простейшего опыта. Возьмите ведро с водой и раскрутите его. Вода не выливается благодаря действию тех же сил. Этот опыт наглядно убеждает, что, действительно, возникают какие-то силы при вращении. На аттракционе вы имеете возможность почувствовать их на себе. Так материальная модель помогает понять суть сложного физического процесса. Приведем еще один пример. Модель маятника в виде камуш-ка, подвешенного на нити, наглядно показывает, что при коле-баниях плоскость движения остается неизменной. Это - материальная мо-дель. С другой стороны, неизменность плоскости можно доказать на основа-нии 2-го закона Ньютона, рассматри-вая силы, действующие на маятник. Это абстрактная модель. И в том и в другом варианте объектом изучения является маятник. В первом случае моделируется и сам объект «маятник», и его действие - колебание, а во вто-ром - абстрактная модель описывает только действия. Кстати, с помощью той же материальной модели можно про-демонстрировать еще один процесс - вращение Земли. В недав-нем прошлом в Исаакиевском соборе Ленинграда висел маятник Фуко, на полу был нанесен своеобразный циферблат. Плоскость движения маятника не менялась, а циферблат вращался вместес Землей. Через некоторое время можно было заметить смеще-ние делений циферблата по отношению к маятнику. Материальные модели Материальные модели иначе можно назвать предметными, фи-зическими. Они всегда имеют реальное воплощение. Такие мо-дели могут отражать:
- внешние свойства исходных объектов; внутреннее устройство исходных объектов; суть процессов и явлений, происходящих с объектами-ори-гиналами.
- мысленные и вербальные; информационные.
Ярким примером образно-зна-ковой модели является географи-ческая карта. Цвет и форма мате-риков, океанов, гор, изображен-ных на карте, сразу подключает образное мышление. По цвету на карте можно сразу оценить рель-еф. Например, с голубым цветом у человека ассоциируется вода, с зеленым - цветущий луг, рав-нина. 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. То же можно сказать о живописи. Неискушенный зритель воспримет картину душой, в виде образной модели. Но сущест-вуют некоторые художественные языки, соответствующие раз-личным живописным жанрам и школам: сочетание цветов, ха-рактер мазка, способы передачи воздуха, объема и т. д. Челове-ку, знающему эти условности, легче разобраться в том, что имел в виду художник, особенно если произведение не относится к реализму. При этом общее восприятие картины (информационная модель) станет результатом осмысления информации как в об-разной, так и в знаковой формах. Еще один пример такой модели - фотография. Фотоаппарат позволяет получить изображение оригинала. Обычно фотогра-фия дает нам довольно точное представление о внешнем облике человека. Существуют некоторые признаки (высота лба, посадка глаз, форма подбородка), по которым специалисты могут опре-делить характер человека, его склонность к тем или иным по-ступкам. Этот специальный язык формируется из сведений, накопленных в области физиогномики и собственного опыта. Знающие врачи, взглянув на фото незнакомого человека, увидят признаки некоторых заболеваний. Задавшись разными целями, по одной и той же фотографии можно получить различные ин-формационные модели. Они будут результатом обработки образ-ной информации, полученной при разглядывании фотографии, и информации, сложившейся на основе знания специального профессионального языка. На рисунке 10.4 представлена образно-знаковая модель рас-ходов города в виде круговой диаграммы.
Рис. 10.4 . Образно-знаковая модель расходов города
По форме представления образно-знаковых моделей среди них можно выделить следующие группы:
- геометрические модели, отображающие внешний вид ориги-нала (рисунок, пиктограмма, чертеж, план, карта, объемное изображение); структурные модели, отображающие строение объектов и связи их параметров (таблица, граф, схема, диаграмма); словесные модели, зафиксированные (описанные) средства-ми естественного языка; алгоритмические модели, описывающие последовательность действий.
- математические модели, представленные математически-ми формулами, отображающими связь различных парамет-ров объекта, системы или процесса; специальные модели, представленные на специальных язы-ках (ноты, химические формулы и т. п.); алгоритмические модели, представляющие процесс в виде программы, записанной на специальном языке.
- По каким признакам можно классифицировать модели? Приведите примеры применяемых в вашей школе учебных моделей. Можно ли стратегическую компьютерную игру назвать игро-вой моделью? Чему учат такие игры? По какому признаку модели делятся на статические и дина-мические? Что такое материальные модели? Приведите примеры. К какому типу моделей вы бы отнесли былины? Что они моде-лируют? Какие образные модели возникают у вас, когда, входя в дом, вы чувствуете какой-либо запах? Что такое информационные модели? Из чего они «сделаны»? Школьные учебники истории содержат схемы военных сра-жений. Можно ли их назвать моделями? К какому типу моде-лей их можно отнести?
- Что такое математическая модель? Приведите примеры. Можно ли назвать поясняющий чертеж к задаче моделью? Поясните ответ. Что вы понимаете под компьютерной моделью?
Тема 11. Основные этапы моделирования
Разновидности объектов и их классификация Вопросы и задания, Информатика 6 класс Босова Вопросы и задания, Информатика 6 класс Босова ответы на вопросы, Информатика 6 класс Босова ГДЗ, Информатика 6 класс Босова ответыЗадание 1
Для каждого из указанных подмножеств назовите множество , с которым оно связано отношением «является разновидностью» (назовите общее имя, отвечающее на вопрос «Что это такое?»):
а) местоимение;
б) запятая;
в) джойстик ;
г) прямоугольник;
д) учебник.
Решение
а) местоимение является разновидностью частей речи;
б) запятая является разновидностью знаков препинания;
в) джойстик является разновидностью периферийных устройств;
г) прямоугольник является разновидностью геометрических фигур;
д) учебник является разновидностью книг.
Задание 2
Среди множеств «книга», «бензин», «врач», «молоко», «строитель», «учебник», «жидкость», «справочник», «человек», найдите шесть пар, между которыми существует отношение «является разновидностью».
Определите в каждой такой паре имя подмножества. Назовите для него хотя бы один дополнительный признак.
Решение
1) справочник является разновидностью книги;
2) бензин является разновидностью жидкости;
3) врач является разновидностью человека;
4) молоко является разновидностью жидкости;
5) строитель является разновидностью человека;
6) учебник является разновидностью книги.
Задание 3
В каждом пункте перечислены объекты, сгруппированные по классам. Например: стол, компьютер , лук / корова, ручка, кастрюля / село, знамя, перо — это существительные, классифицированные по родам. Определите основания классификаций:
а) ель, сосна, кедр, пихта / берёза, осина, липа, тополь;
б) рожь, тишь, ложь, рысь / пшеница, тишина, истина, кошка;
в) рубашка, пиджак, платье, сарафан / пальто, шуба, плащ, штормовка;
г) волк, медведь, лиса, лось / корова, собака, кошка, лошадь.
Решение
а) хвойные деревья / лиственные деревья;
б) оканчивается на "ь" / оканчивается на "а";
в) парадная одежда / верхняя одежда;
г) дикие животные / домашние животные.
Задание 4
Как вы считаете, для чего нужна классификация?
Решение
Классификация нужна для того чтобы легко ориентироваться в большом объеме информации.
Задание 5
Чем различаются естественная и искусственная классификации?
Решение
Классификация называется естественной, если в качестве её основания взяты существенные признаки объектов.
Классификация называется искусственной, если в качестве её основания взяты несущественные признаки объектов.
Задание 6
Приведите примеры классификаций, с которыми вы познакомились на уроках русского языка, математики, биологии и географии.
Решение
Классификации на математике: натуральные числа, целые, дробные.
Классификации на русском: предложения простые, сложные: сложноподчинённые, сложносочинённые.
Классификации на биологии - классификация видов животных.
Классификации на географии - классификация почв.
Задание 7
Предложите свою классификацию компьютерных объектов «
Как мы с вами уже выяснили, между объектами может быть отношение «является разновидностью». Из двух множеств, связанных отношением «является разновидностью», одно является подмножеством другого. Например, множество попугаев является подмножеством птиц, множество натуральных чисел является подмножеством целых чисел.
Схему отношения «является разновидностью» мы будем называть схемой разновидностей . Такие схемы используются в учебниках, энциклопедиях, каталогах для описания самых разных объектов, например растений, животных и т.д.
На схеме разновидностей имя подмножества всегда располагается ниже имени включающего его множества .
Объекты подмножества обязательно обладают всеми признаками объектов множества (наследуют признаки множества) и кроме них имеют еще дополнительные свои признаки (или несколько признаков). Этим дополнительным признаком может быть свойство или действие. Например, любое домашнее животное нужно кормить, собаки, кроме того, лают и кусаются, а ездовые еще и бегают в упряжке. Это пример, скажем так, природный.
А если рассматривать область информатики, то можно предложить следующую классификацию объектов, с которыми взаимодействует пользователь в операционной системе Windows.(рис 1.1)
Важно понимать, что сами по себе объекты не делятся ни на какие множества и подмножества. Например, арбузу будет «безразлично», относят его к семейству тыквенных растений или к подмножеству полосатых или шарообразных объектов. Подмножества объектов выделяет и обозначает человек, потому что так ему удобнее усваивать и передавать информацию.
Для упрощения работы с множеством объектов его делят на части; те, в свою очередь, еще раз и т.д. Деление большого множества на подмножества происходит по некоторым признакам. Подмножество объектов, имеющих общие признаки, называется классом. Деление множества объектов на классы называется классификацией . Признаки, по которым один класс отличается от другого, называются основанием классификации .
Классификация может быть естественной и искусственной .
Естественной она называется, если в качестве ее основания взяты существенные признаки объектов. Например, классификация живых существ, предложенная Карлом Линнеем (1735 г.). То есть в настоящее время ученые разделяют множество живых существ на 5 основных царств (растения, грибы, животные, простейшие, прокариоты). Каждое царство разделено на уровни – систематические единицы. Высший уровень называется типом. Каждый тип делится на классы, классы – на отряды, отряды – на семейства, семейства – на роды, а роды – на виды.
Классификация называется искусственной , если в качестве ее основания взяты несущественные признаки объектов. К искусственным классификациям относятся вспомогательные. Например, деление множества звезд на небе на созвездия, проводившееся по признакам, которые к самим звездам не имели никакого отношения.
Итак, давайте обобщим. В схеме отношения «является разновидностью», одно из двух множеств , связанных таким отношением является подмножеством другого . Подмножество всегда содержит в себе те же признаки, что и множество и имеет одно или несколько своих .
Подмножество объектов с общими признаками – класс . Деление множества на классы – классификация. Признаки отличия классов – основания классификации. Классификация, в свою очередь может быть естественное и искусственной.
Для того, чтобы проверить насколько хорошо вы поняли сегодняшнюю тему, вы выполните небольшую самостоятельную индивидуально за компьютерами.