Лекция 10. Ақпараттық және функциональды модельдер
Модель және модельдеу туралы түсінік.
Модель – белгілі бір зерттелетін нысанның ой түсінігі арқылы немесе материалдық түрде жасалған шартты үлгісі (бейнесі, сұлбасы, сипаттамасы, т.б.)
Модельдеу - бұл объектілерді, процестерді немесе құбылыстарды зерттеу мақсатында олардың (макетін) құру.
Объект үшін құрылатын модель, түпнұсқасы немесе протипі деп аталады. Кез-келген модель өзінің түпнұсқасыың көшірмесі бола алмайды.Ол тек ең маңызды зерттеу мақсаты үшін кейбір құрылымы мен сапасын көрсетеді.
Моделдердің классификациясы
Моделдер келесі белгілер бойынша классификацияланады:
- пайдалану мақсаты;
- білім аумағы;
- уақыт факторы;
- ұсыну тәсілі.
Пайдалану мақсаты бойынша моделдер: оқу,тәжіребиелік, имитациалық,ойын, ғылыми-техникалық болып бөлінеді.
Білім аумағы бойынша моделдер: биологиялық, экономикалық, тарихи, әлеуметтік және т.б болып бөлінеді.
Уақыт факторы бойынша моделдер: динамикалық және статикалық болып бөлінеді. Статикалық модель-бұл объектінің құрылымы мен параметрлерін көрсетеді, сондықтан ол құрылымдық деп аталады. Белгілі бір уақыт аралағында объектіні сипаттайды және ол жайында ақпарат береді. Динамикалық модель- объектінің жұмыс істеу процесін немесе өзгерісін және дамыту уақытындағы процессті анықтайды.
Ұсыну тәсілі бойынша: материалдық және материалдық емес болып бөлінеді. Материальдық модель – бұл моделдеу объектсінің материалдық көшірмесі.
Олар әрқашан нақты іске асыруды,сыртқы қасиетімен ішкі құрылымын мүмкіндіктерді талқылайды немесе объектінің түп нұсқасын құрылымын көрсетеді. Мысалға: глобус – жер шарының моделі, қуыршақ – адамның сырт-келбетінің моделі, робот –зиянды өнеркәсіптегі адамның іс-қимыл моделі. Материальдық моделдеу эксперименталды (тәжіребиелі) білім әдісін қолданады.
Материалдық емес модельдеу теориялық білім әдісін қолданады. Басқаша айтқанда, абстрактылы, идеалды. Абстрактылы моделдер өз кезегінде ақпараттық жорамалды болып бөлінеді.
Жорамалды (ақыл-ой немесе интуитивті) моделдеу –бұл объектіні ақыл-оймен ұсыну. Мұндай моделдер адамның жорамалы және онын сапалы қызметінің сүйемелденуінің арқасында қалыптасыды. Олар әрқашан шығармашылық процесстердің бір этапы ретінде,материалдық және ақпараттық моделдер,материалдық объектілерлерді алдын-ала құру арқылы орын алды. Мысалға, композитордың миындағы музыкалық тақырып - музыкалық жұмыстың интуитивті моделі.
Ақпараттық модель
Ақпараттық модель - бұл объекті туралы ақпарат, процесстің немесе құбылыстың объектісінің қасиеттері мен жай-күйін сипаттайтын,сондай-ақ байланыс және қоршаған ортамен қарым қатынастар жиынтығы.
Ақпараттық моделдер объектіні ауызша сипаттамалар, мәтіндер, суреттер, кестелер, схемалар, сызбалар, формулалар түрінде көрсетеді. Ақпараттық моделде ешқандай материалдық іске асу болмайды ол тек ақпарат негізінде құрылады.Оларды сипатау тілінде (белгілеу модель) немесе ұсыну тілінде (көрнекі модель) түрінде көрсетуге болады.
Ақпараттық модельдердің класстар тұрғысынан тәсілдерін ұсынуын толығырақ қарастырайық. Форма ұсынудың ақпараттық моделі кодтау әдісіне және материалдық тасымалдаушыға байланысты.
Ауызша моделдеу (символдыққа жатады) - бұл ақпараттық модель құралын табиғи ауызша тілмен ұсыну.
Ақыл-ой моделі, (латын тілінен аударғандай verbalize - ауызша)сөйлеу формасын білдіретін,ауызша деп аталады. Форма ұсынудың моделдері ауызша немесе жазбаша хабарлама. Әдеби шығармалар, оқулықтар мен сөздіктергі ақпараттар, құрылғыны пайдалану нұсқаулықтары, жол қозғалысы ережелері мысал бола алады.
Айқын моделдеу – бұл суреттер арқылы бастапқы моделін анықтау болып табылады. Мысалға,сызбалар, шығармашылық суреттер, кинофильмдер.Ғылыми моделдеу түсінігінде ұғымдар суреттер жиі кодталады олар – белгілеу моделдеу деп аталады. Ол моделдерге геометриялық моделдер жатады. Геометриялық моделдер – графиктік құралдармен ұсынылған ақпараттық моделдер.
Бейнелі-белгілеу моделдеу бұл моделдер кез-келген түрдегі белгілік бейнені схемаларды, графтарды,сызбаларды, графиктерді, жоспарларды, карталарды пайдаланады. Мысалға, географиялық карта, пәтер жоспары, отбасылық ағаш, алгоритмнің блок-схемасы.
Бұл топқа объектілерді қосатын және көрнекі суреттің құрамдас бөліктері үшін құрылатын, құрылымдық ақпараттық моделдердіде жатқызамыз. Мейлінше қарапайым және и кең таралған ақпараттық құрылымдар - олар таблицалар, схемемалар, графтар, блок-схемалар,ағаштар.
Белгілеу моделдеу – формалды тілдегі алфавитті қолданады: шартты белгілер, арнайы символдар, әріптер, цифрлар және осы белгілердің операция жасау ережелер жиынтығын қарастырады. Мысал: арнайы тілдік жүйелер,физикалық немесе химиялық формулалар, математикалық формулалар, ноталық жазу және т.б. Программалау тілі ережесі бойынша жазылған программа,белгілеу моделі болып табылады.
Математикадағы алгебралық тілдер формуласы, функционалдық шамалар арасындағы тәуелділік сипаттамасын жасауға мүмкіндік беретін, ең көп таралған формальды тілдер болып табылады.Көптеген моделдеу тапсырмаларында математикалық моделді құру аралық болсада, бірақ өте елеулі сатысы.
Математикалық модель - математикалық формулалар мен ұғымдар арқылы әр түрлі процесс параметрлерінің байланысын көрсететін ақпараттық моделін ұсыну тәсілі.
Бағдарланған моделдерді зерттеу компьютердің көмегімен моделделген жағдайда, ол этаптың біреуі компьютерлік моделді өңдеу болып табылады.
Компьютерлік модель - деп программалық орта көмегімен жүзеге асатын модельдерді айтамыз. Компьютерлік бағдарламалар көмегімен жүзеге асыруды – компьютерлік модельдеу деп атауға болады. Мысалы геометриялық модель (сурет, сызба т. б.) құру үшін – графикалық редакторлар, сөзбен сипатталатын модель үшін мәтіндік редактор, кестелік модельдер үшін электрондық кестелер немесе деректер базасын басқару жүйелері қолданылуы мүмкін. Кейде объектінің немесе процестің математикалық моделі құрылып оны ары қарай компьютерді зерттеу арнайы программалау тілдерінің көмегімен жүзеге асырылады.
