Що таке модель в інформатиці? Види, приклади

У цій статті ми розберемо детальніше, що таке модель в інформатиці. Розглянемо види, а також способи проектування. В даному розділі є безліч корисних знань, які дозволять майбутнім фахівцям у сфері інформаційних технологій працювати без будь-яких зусиль. Для того щоб вирішити будь-яку задачу, причому неважливо, наукову чи виробничу, слід дотримуватися ланцюжка: об'єкт, модель, алгоритм, програма, результат, реалізація. Потрібно звернути увагу на другий пункт. Якщо цієї ланки не буде, то і сама проектування не підлягає виконанню. Для чого використовується модель, і що під цим словом мається на увазі? Далі розкриємо це питання.

Модель

Що таке модель в інформатиці? Завдяки їй можна скласти образ якого-небудь об'єкта, який реально існує. Також при необхідності можна відобразити всі його властивості та ознаки. Для того щоб вирішити якусь задачу, слід зробити її модель, адже саме вона і буде використовуватися при подальшому проектуванні. У шкільному курсі інформатики дані поняття вводяться вже в шостому класі. Проте в самому початку вчать дітей лише розуміння, що ж це таке.

Класифікація

Описується терміном можна назвати опис якогось процесу, його зображення, схему, зменшену копію реального об'єкта і так далі. Враховуючи все вищезазначене, слід сказати, що модель - це досить широке поняття. Його можна розділити на групи: матеріальне, ідеальне. Під першим типом розуміють комплекс даних, який представляє собою реальний об'єкт. Це може бути або тіло, або процес і так далі. Ця група поділяється ще на два типи: фізичні, аналогові. Ця класифікація цілком умовна, так як між зазначеними двома підвидами немає ніякої чіткої межі. Ідеальну модель охарактеризувати ще важче, тому що вона пов'язана повністю з уявою людини, його сприйняттям світу. До неї також можна віднести і будь-який твір мистецтва, у тому числі картини, прозу, вистави і так далі.

Цілі моделювання

Розглядаючи, що таке модель інформатики, необхідно також сказати і про цілі її створення. Моделювання - досить важливий етап, так як він дозволяє здійснити велику кількість завдань. Саме про це ми далі і поговоримо. Для початку, моделювання дозволить людині більше дізнатися про те, що його оточує. Якщо говорити в широкому сенсі, то в самій давнину люди збирали якісь дані, інформацію, факти і передавали з покоління в покоління. Прикладом можна назвати модель нашого світу, яка називається "глобус". В минулі століття, як правило, моделювання було побудовано на неіснуючих об'єктах, насилу познаваемыми людиною, які на даний момент вже мають свою реалізацію як матеріального предмета. Більшість з них міцно закріпилися в нашому житті. Мова може йти про парасолі, млинах і так далі.

На даний момент моделі систем інформатики стосуються шляхів досягнення максимального ефекту від прийнятих рішень, а також звертають увагу на наслідки якого-небудь процесу або ж дії. Якщо говорити про останній підпункті, то в приклад можна привести модель, яка з'ясовує, які наслідки будуть в результаті підвищення вартості проїзду або після утилізації будь-яких відходів під землею.

Задачі моделювання

Розглядаючи, що таке модель інформатики, необхідно ще сказати про завдання даного способу проектування. Описуваний процес має декілька загальних цілей, про які ми і поговоримо далі. Якщо розглядати більш детально, то завданнями є етапи рішення яких-небудь проблем. Тобто, в принципі, такою можна назвати невелику мету, з якою необхідно подолати, щоб досягти певних висот.

Класифікація завдань

При цьому діляться дані задачі на дві групи. Мова йде про прямих і зворотних. Що стосується останніх, то подібні формулювання ставлять перед розробником питання типу: "Як збільшити ефективність до максимуму?" або "Яке ж дію повністю задовольнить наявну умова?" Якщо йдеться про прямих, то такі завдання ставлять перед людиною питання про те, що буде, якщо розробник вчинить так чи інакше. Слід зауважити: будь-яка пряма формулювання має вихідні дані, а також ставить конкретні умови.

Вербальна модель

Також необхідно розповісти про види моделей в інформатиці. Розглянемо першу: вербальну. Такий метод моделювання дозволяє працювати з ідеальними або абстрактними питаннями. Слід зауважити, що в науці вважаються двома основними видами математичний та інформаційний. Хоч і вербальний на даний момент не дуже поширений, проте він використовується. Під ним мають на увазі, що всі завдання, цілі і так далі описуються з допомогою літер та пов'язаних пропозицій. До таких моделей можна віднести звичайну художню літературу, складений протокол, якісь правила, інформацію, опис предмета, явища тощо.

Математична модель

Математична модель - це в інформатиці один з головних видів проектування. Вона ще відома, як алгоритмічна. Слід зауважити, що між математичних та інформаційних видами межа максимально умовна. Про це вже говорилося раніше. Якщо не задаватися складними термінами, а спробувати пояснити простою мовою, то описувана модель необхідна для того, щоб вирішити будь-яке завдання або досягти мету за допомогою математичної точки зору. Слід зауважити, що кожна людина в реальному житті постійно займається проектуванням такої моделі. Припустимо, звичайна побутова завдання, наприклад, купити що-то в магазині, вимагає складання такої. Людина знає, скільки коштують продукти. Необхідно розрахувати, яка сума у підсумку потрібна для здійснення покупки, склавши всі дані. Це є звичайним прикладом математичної моделі.

Інформаційна модель

Далі розглянемо інформаційну модель в інформатиці. Її проектування вивчається в школі. Викладається як базовий тип. Слід зауважити, що з цим видом моделювання потрібно ознайомитися будь-якій людині, яка бачить своє майбутнє в IT-сфері. Як правило, всі інформаційні моделі створюються за допомогою комп'ютерної техніки. Причому мова йде не тільки конкретно про проектуванні якихось діаграм, але використовуються ще й таблиці, малюнки, креслення, схеми і так далі. В цілому інформаційна модель являє собою властивості того об'єкту, який ми відображаємо, максимально описуючи його стан, а також те, наскільки він пов'язаний з навколишнім світом, відношення до інших зовнішніх предметів і вплив на них. Слід зазначити, що інформаційною моделлю може служити звичайний текст, малюнок, словесний опис, креслення, формули і так далі. Такий вид відрізняється від інших перерахованих вище тим, що він є даними. Тобто модель не має матеріального втілення, так як вважається примітивним комплексом інформації, представленої в різному вигляді.

Системний підхід до створення моделі

Класифікацію моделей в інформатиці ми вже розглянули, тепер слід сказати про те, який підхід слід використовувати, щоб скласти ідеальну схему. Необхідно зрозуміти, що таке система. Це комплекс елементів, які взаємодіють між собою, а також працюють разом для того, щоб виконати певне завдання. Побудова моделі пов'язана з використанням системного підходу. Об'єктом буде вважатися будь-який комплекс, який функціонує в якості єдиного в спеціальному середовищі. Іноді буває так, що проект досить складний, тому систему ділять на дві частини.

Мета використання

Наведемо приклади моделей в інформатиці, для того щоб зрозуміти, якими цілями керуються виробники при створенні запису. Слід зауважити, що є такі види, як навчальні, імітаційні, ігрові і так далі. Розглянемо їх. До навчальних відносяться всі матеріали, за допомогою яких здійснюється навчання. До досвідченим слід додати зменшеної копії моделі, створювані на основі реальних об'єктів. Імітаційні можуть служити інформацією, яка дозволить зрозуміти, що відбудеться в результаті якої-небудь дії. Приміром, якщо людина проводить реформу, він повинен скласти таку модель. Це допоможе приблизно зрозуміти те, як люди відреагують на нові зміни. Або ж, наприклад, щоб людині зробити операцію з пересадки якогось органу, на самому початку досліджень проводиться велика кількість дослідів. Їх також можна назвати імітаційною моделлю. Таким чином, вона являє собою систему проб і помилок. Це дозволяє приймати більш обґрунтовані рішення. Ігровий моделлю є система, яка ставить певні об'єкти в якісь рамки. Це може бути економічна, ділова або військова гра. Таким чином, людина здатна зрозуміти поведінку певного об'єкта в потрібній йому середовищі. Науково-технічну слід використовувати для того, щоб вивчити який-небудь явище і процес, який важко досліджувати в звичайному житті. Це може бути створення приладу, що імітує грозовий розряд, або ж модель руху, повністю копіює сонячну систему.

Спосіб подання

Підсумовуючи все вищесказане про моделях даних в інформатиці, необхідно довідатися, як же представляється створена запис. Вона буває матеріальна і нематеріальна. До першого виду слід віднести всі копії, які були зняті з існуючих об'єктів. Таким чином, їх можна взяти в руки, помацати, понюхати і так далі. Вони навіть здатні імітувати які-небудь властивості оригінального об'єкта, а також його дії. Дані матеріальні моделі є досвідченим методом проектування. До нематеріальних відносяться ті, які працюють на теорії. Вони ідеальні або ж абстрактні. Ця категорія також має кілька типів. Мова йде про інформаційних, а ще уявних варіантах. Перший являє собою перелік даних, який стосується певного об'єкта. Такими можна назвати таблиці, малюнки, схеми і так далі. Однак багатьох цікавить, чому ж дана модель класу інформатики вважається нематеріальній. Текст хоч і надрукований, таблиця складена, але його помацати можна. Саме тому дана модель є абстрактною. До речі, серед інформаційних варіантів запису є наочні приклади. До уявної моделі відносять те, що називається творчим процесом, тобто все, що відбувається у свідомості людини. Це спонукає його створити на основі даної схеми оригінальний об'єкт.