Практическая работа по информатике на тему «Примеры простых компьютерных моделей различных процессов»
Цель работы: знакомство с основными типами информационных моделей, закрепление навыков работы в MS Excel , а также ознакомление с основными типами информационных моделей.
2. Оборудование, приборы, аппаратура, материалы: персональный компьютер с выходом в Интернет.
3. Краткие теоретические сведения.
1.Табличные информационные модели
В табличной информационной модели перечень однотипных объектов или свойств размещен первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбце (или строках) таблицы.
Построим табличную информационную модель «Цены устройств компьютера». В первом столбце таблицы будет содержаться перечень однотипных объектов (устройств, входящих в состав компьютера), а во втором — интересующее нас свойство (например, цена) — табл. Построенная табличная модель позволяет оценить долю стоимости отдельных устройств в цене компьютера и приобрести за минимальную цену компьютер в наиболее производительной конфигурации.
Визуализация табличной модели
Ввести наименования устройств и их цены в столбцы электронной таблицы.
Отсортировать данные по столбцу Цена в порядке убывания.
Построить круговую диаграмму.
Анализ модели показывает, что увеличение расходов на приобретение более быстрого процессора и увеличение оперативной памяти не приведут к заметному увеличению цены компьютера, но позволят существенно повысить его производительность.
Построить и исследовать табличную модель, содержащую цены на компьютерные комплектующие.
2. Иерархические информационные модели
В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.
Изобразим иерархическую модель, классифицирующую компьютеры, в виде графа.
Полученный граф напоминает дерево, которое растет сверху вниз, поэтому иерархические графы иногда называют «деревьями».
Динамическая иерархическая модель поколений семьи (Генеалогическое дерево Рюриковичей (Х—ХI века).
Построить компьютерную модель фрагмента иерархической системы животного мира.
3. Сетевые информационные модели
Сетевые информационные модели применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер.
Построим граф, который отражает структуру глобальной сети Интернет. Вершинами графа являются региональные сети. Связи между вершинами носят двусторонний характер и поэтому изображаются ненаправленными линиями (ребрами), а сам граф, поэтому называется неориентированным.
Построить информационную модель локальной сети компьютерного класса, когда все компьютеры управляются компьютером преподавателя.
Самостоятельная работа
Проработать конспекты занятий, учебных пособий и специальной литературы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Что такое информационная модель?
2. Какие существуют основные типы информационных моделей?
3. Можно ли сегодня, используя программные и аппаратные средства ПК, построить компьютерную модель любой сложности?
Домашнее задание
Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 11 класса. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010
Источник
Табличная модель персонального компьютера
Информационные модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для отражения систем с различными структурами используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.
Табличные информационные модели
Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Такой тип моделей применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические информационные модели в различных предметных областях. Широко известно табличное представление математических функций, статистических данных, расписаний поездов и самолетов, уроков и так далее.
В табличной информационной модели обычно перечень объектов размещен в ячейках первого столбца таблицы, а значения их свойств — в других столбцах. Иногда используется другой вариант размещения данных в табличной модели, когда перечень объектов размещается в первой строке таблицы, а значения их свойств — в последующих строках. Подобным образом организованы таблицы истинности логических функций, рассмотренные в главе 3. Перечень логических переменных и функций размещен в первой строке таблицы, а их значения — в последующих строках.
В табличной информационной модели перечень однотипных объектов или свойств размещен в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы.
Построим табличную информационную модель «Цены устройств компьютера». В первом столбце таблицы будет содержаться перечень однотипных объектов (устройств, входящих в состав компьютера), а во втором — интересующее нас свойство (например, цена) — табл. 2.1. Построенная табличная модель позволяет оценить долю стоимости отдельных устройств в цене компьютера и приобрести за минимальную цену компьютер в наиболее производительной конфигурации.
Табличные информационные модели проще всего строить и исследовать на компьютере с помощью электронных таблиц и систем управления базами данных. Визуализируем полученную табличную модель путем построения диаграммы в электронных таблицах.
1. Ввести наименования устройств и их цены в столбцы электронной таблицы.
2. Отсортировать данные по столбцу Цена в порядке убывания.
3. Построить круговую диаграмму.
Анализ модели показывает, что увеличение расходов на приобретение более быстрого процессора и увеличение объема оперативной памяти не приведут к заметному увеличению цены компьютера, но позволят существенно повысить его производительность.
Представление объектов и их свойств в форме таблицы часто используется в научных исследованиях. Так, на развитие химии и физики решающее влияние оказало создание Д. И. Менделеевым в конце XIX века периодической системы элементов, которая представляет собой табличную информационную модель. В этой модели химические элементы располагаются в ячейках таблицы по возрастанию атомных весов, а в столбцах — по количеству валентных электронов, причем по положению в таблице можно определить некоторые физические и химические свойства элементов.
На уроках химии часто используется печатный вариант периодической системы элементов. Компьютерная модель системы более удобна, так как в интерактивном режиме позволяет знакомиться с различными физическими и химическими свойствами химических элементов (атомная масса, электропроводность, плотность и так далее), уравнивать химические реакции, решать стандартные химические задачи на нахождение массы веществ, участвующих в реакции, и др.
1. Какие системы объектов целесообразно и возможно представлять с помощью табличных моделей?
2.2. Построить и исследовать табличную модель, содержащую цены на компьютерные комплектующие на текущий момент.
2.3. Ознакомиться с физическими и химическими свойствами элементов с использованием компьютерной модели периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева.
Иерархические информационные модели
Нас окружает множество различных объектов, каждый из которых обладает определенными свойствами. Однако некоторые группы объектов имеют одинаковые общие свойства, которые отличают их от объектов других групп.
Группа объектов, обладающих одинаковыми общими свойствами, называется классом объектов. Внутри класса объектов могут быть выделены подклассы, объекты которых обладают некоторыми особенными свойствами, в свою очередь подклассы могут делиться на еще более мелкие группы и так далее. Такой процесс систематизации объектов называется процессом классификации.
В процессе классификации объектов часто строятся информационные модели, которые имеют иерархическую структуру. В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая система и так далее.
Статическая иерархическая модель. Рассмотрим процесс построения информационной модели, которая позволяет классифицировать современные компьютеры. Класс Компьютеры можно разделить на три подкласса: Суперкомпьютеры, Серверы и Персональные компьютеры.
Компьютеры, входящие в подкласс Суперкомпьютеры, отличаются сверхвысокой производительностью и надежностью и используются в крупных научно-технических центрах для управления процессами в реальном масштабе времени.
Компьютеры, входящие в подкласс Серверы, обладают высокой производительностью и надежностью и используются в качестве серверов в локальных и глобальных сетях.
Компьютеры, входящие в подкласс Персональные компьютеры, обладают средней производительностью и надежностью и используются в офисах и дома для работы с различными приложениями.
Подкласс Персональные компьютеры делится, в свою очередь, на Настольные, Портативные и Карманные компьютеры.
В иерархической структуре элементы распределяются по уровням, от первого (верхнего) уровня до нижнего (последнего) уровня. На первом уровне может располагаться только один элемент, который является «вершиной» иерархической структуры. Основное отношение между уровнями состоит в том, что элемент более высокого уровня может состоять из нескольких элементов нижнего уровня, при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего уровня.
В иерархической информационной модели объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.
В рассмотренной иерархической модели, классифицирующей компьютеры, имеются три уровня. На первом, верхнем, уровне располагается элемент Компьютеры, в него входят три элемента второго уровня Суперкомпьютеры, Серверы и Персональные компьютеры. В состав последнего входят три элемента третьего, нижнего, уровня Настольные, Портативные и Карманные компьютеры.
Изображение информационной модели в форме графа. Граф является удобным способом наглядного представления структуры информационных моделей. Вершины графа (овалы) отображают элементы системы.
Элементы верхнего уровня находятся в отношении «состоять из» к элементам более низкого уровня. Такая связь между элементами отображается в форме дуги графа (направленной линии в форме стрелки). Графы, в которых связи между объектами несимметричны (как в данном случае), называются ориентированными.
Изобразим иерархическую модель, классифицирующую компьютеры, в виде графа (рис. 2.5).
| Рис. 2.5. Классификация компьютеров |
Полученный граф напоминает дерево, которое растет сверху вниз, поэтому иерархические графы иногда называют деревьями.
Динамическая иерархическая модель. Для описания исторического процесса смены поколений семьи используются динамические информационные модели в форме генеалогического дерева. В качестве примера можно рассмотреть фрагмент (X-XI века) генеалогического дерева династии Рюриковичей (рис. 2.6).
| Рис. 2.6. Генеалогическое дерево Рюриковичей (X-XI века) |
1. Какие системы объектов целесообразно и возможно представлять с помощью иерархических моделей?
2.4. Построить компьютерную модель фрагмента иерархической системы животного мира.
2.5. Построить компьютерную модель генеалогического дерева династии Романовых.
2.6. Построить компьютерную модель генеалогического дерева вашей семьи.
Сетевые информационные модели
Сетевые информационные модели применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер.
Например, различные региональные части глобальной компьютерной сети Интернет (американская, европейская, российская, австралийская и так далее) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом одни части (например, американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями Интернета, а другие могут обмениваться информацией между собой только через американскую часть (например, российская и австралийская).
Построим граф, который отражает структуру глобальной сети Интернет (рис. 2.7). Вершинами графа являются региональные сети. Связи между вершинами носят двусторонний характер и поэтому изображаются ненаправленными линиями (ребрами), а сам граф поэтому называется неориентированным.
Представленная сетевая информационная модель является статической моделью. С помощью сетевой динамической модели можно, например, описать процесс передачи мяча между игроками в коллективной игре (футболе, баскетболе и так далее).
| Рис. 2.7. Сетевая структура глобальной сети Интернет |
1. Какие системы объектов целесообразно и возможно представлять с помощью сетевых моделей?
2.7. Построить информационную модель локальной сети школьного компьютерного класса.
Источник
Табличная модель персонального компьютера
Информатика. Ответы на тесты. запись закреплена
Вопрос 1: Предмет, процесс или явление, имеющее уникальное имя и представляющее собой единое целое, называют:
Ответ: Объектом.
Вопрос 2: Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется:
Ответ: Формализацией.
Вопрос 3: Модель по сравнению с моделирумым объектом содержит:
Ответ: Меньше информации.
Вопрос 4: Пары объектов, которые находятся в отношении "объект — модель":
Ответ: Компьютер — его функциональная схема.
Вопрос 5: Пары объектов, которые не находятся в отношении "объект — модель":
Ответ: Компьютер — его процессор.
Вопрос 6: Динамической (описывающей изменение состояния объекта) моделью является:
Ответ: Формула химической реакции.
Вопрос 7: Информационной моделью, которая имеет табличную структуру, является:
Ответ: Расписание авиарейсов.
Вопрос 8: Информационной моделью, которая имеет сетевую структуру, является:
Ответ: Модель компьютерной сети Интернет.
Вопрос 9: В отношениях "объект — модель" находятся:
Ответ: Болт — чертеж болта.
Вопрос 10: Расписание движения поездов может рассматриваться как пример:
Ответ: Табличной модели.
Вопрос 11: Моделирование — это
Ответ: Процесс замены реального объекта (процесса, явления) моделью, отражающей его существенные признаки с точки зрения достижения конкретной цели.
Вопрос 12: Модель — это
Ответ: Материальный или абстрактный заменитель объекта, отражающий его существенные характеристики.
Вопрос 13: При изучении объекта реальной действительности можно создать:
Ответ: Несколько различных видов моделей, каждая из которых отражает те или иные существенные признаки объекта.
Вопрос 14: Процесс построения модели, как правило, предполагает:
Ответ: Выделение наиболее существенных с точки зрения решаемой задачи свойств объекта.
Вопрос 15: Натурное (материальное) моделирование — это
Ответ: Моделирование, при котором в модели узнается моделируемый объект, то есть натурная (материальная) модель всегда имеет визуальную схожесть с объектом-оригиналом.
Вопрос 16: Информационной моделью объекта нельзя считать:
Ответ: Другой объект, не отражающий существенных признаков и свойств объекта-оригинала.
Вопрос 17: Математическая модель объекта — это
Ответ: Совокупность записанных на языке математики формул, отражающих те или иные свойства объекта-оригинала или его поведение.
Вопрос 18: К числу математических моделей относится:
Ответ: Формула нахождения корней квадратного уравнения.
Вопрос 19: К числу документов, представляющих собой информационную модель управления государством, можно отнести:
Ответ: Конституцию РФ.
Вопрос 20: К информационной модели, описывающей организацию учебного процесса в школе, можно отнести:
Ответ: Расписание уроков.
Вопрос 21: Табличная информационная модель представляет собой:
Ответ: Описание объектов (или их свойств) в виде совокупности значений, размещаемых в таблице.
Вопрос 22: Рисунки, карты, чертежи, диаграммы, схемы, графики представляют собой:
Ответ: Графические информационные модели.
Вопрос 23: Файловая система персонального компьютера наиболее адекватно может быть описана в виде:
Ответ: Иерархической модели.
Вопрос 24: В биологии классификация представителей животного мира
(тип, класс, отряд, семейство, род, вид) представляет собой:
Ответ: Иерархическую модель.
Вопрос 25: В качестве примера модели поведения можно назвать:
Ответ: Правила техники безопасности в компьютерном классе.
Вопрос 26:Географическую карту следует рассматривать скорее всего как:
Ответ: Графическую информационную модель.
Источник
Табличные информационные модели
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Табличные информационные модели»
· Что такое таблица?
· Таблицы типа “объект-объект”.
· Таблицы типа “объект-свойство”.
· Решение задач при помощи таблиц.
Таблица – это один из способов организации информации. Она состоит из столбцов, строк и ячеек. В табличных информационных моделях информация представлена в виде прямоугольной таблицы. К примерам таблиц относится расписание уроков, звонков, график дежурств и так далее.
Для лучшего восприятия информация в таблице может быть упорядочена. Например, в классном журнале список учащихся располагается в алфавитном порядке.
Обратим внимание на пример расписания уроков. По горизонтали находятся строки, по вертикали столбцы, а на пересечение столбца и строки, там, где написаны названия уроков, располагаются ячейки.
1. Английский язык
2. Русская литература
2. Английский язык
3. Трудовое обучение
3. Физическая культура
4. Физическая культура
4. Трудовое обучение
5. Английский язык
5. Русская литература
Пример расписания уроков
Информация, представленная с помощью таблиц, воспринимается значительно легче, чем текст. В таблице заголовки столбцов и строк должны быть краткими, без лишних слов.
Существует несколько типов таблиц. Первый, с которым мы познакомимся, называется «объект-свойство». Данный тип таблицы используется в том случае, если рассматриваемые объекты обладают одинаковыми наборами свойств.
Рассмотрим пример. Каждая строка таблицы будет содержать данные об одном учащемся, а столбец – отдельные данные всех учащихся: фамилии, имена, отчества, даты рождения места проживания и так далее.
ул. Сивакова, д. 5, кв. 15
пер. Виноградный, д.19
пр-т Есенина, д. 23, кв. 145
ул. Первомайская, д. 99, кв. 11
ул. Дальняя, д. 112
пер. Ивовый, д. 9, кв. 65
Таблица «Сведения об учащихся»
В таких таблицах может содержаться текстовая, числовая и графическая информация.
Следующий тип – таблица «объект-объект». В ней отображается взаимосвязь между объектами одного или нескольких классов. Более подробно разберёмся на примере таблицы «Четвертные оценки учащихся 9 «А» класса по математике».
В данной таблице мы можем видеть два класса объектов: «Учащийся» и «Четверть». А числами (оценками) выражена связь между ними.
Существует много примеров таблиц «объект-свойство» и «объект-объект». Давайте попробуем решить несколько задач с использованием таблиц.
Задача 1: Пять одноклассников — Ира, Артём, Лена, Никита и Саша стали победителями школьных олимпиад по русскому языку, информатике, истории, английскому языку и биологии. Каждый из пяти учеников принимал участие и победил только в одной олимпиаде. Известно, что: победитель олимпиады по истории учит Иру и Артёма работе с картами по истории; Лена и Никита так же заинтересовались историей; Артём всегда побаивался русского языка; Лена, Артём и победитель олимпиады по английскому языку занимаются плаванием; Артём и Лена поздравили победителя олимпиады по информатике; Ира сожалеет о том, что у нее остается мало времени на английский язык. Победителем какой олимпиады стал каждый из этих ребят?
Давайте для начала построим таблицу. Она будет содержать шесть строк и шесть столбцов. Одну строку оставим под названия предметов, по которым проходили олимпиады. Начиная со второй строки напишем имена учащихся, которые даны в задачи. Теперь зададим названия столбцам. Первый будет называться Имена, так как в нём расположены имена учащихся. Далее запишем названия предметов.
Источник