コンピュータサイエンスのモデリングと形式化に関するプレゼンテーション。「モデリングの最も重要な段階としての形式化」というトピックに関する情報学のレッスン。モデルプレゼンテーションフォーム

目的：

オブジェクトの形式化についての一般的なアイデアを学生に提供します。

形式化の概念を形成する。

モデルの形式化、論理的思考における学生の研究能力を開発し、彼らの視野を広げます。

認知的関心を高め、情報文化を教育します。

教訓的なソフトウェア

コンピューターの種類 IBM、Windowsオペレーティングシステム、MS Office XP以降、

プレゼンテーション 形式化 . pps .

理論的資料

モデリングの最も重要な段階としての形式化

スライド番号1

彼の活動（芸術的、科学的、実用的）では、人は非常に頻繁に、そのオブジェクト（プロセスまたは現象）のイメージを作成し、それを処理する必要があります。このイメージの作成は常に特定の目標を追求します。モデル自体は重要ではありませんが、学習や視覚化を容易にするツールとして重要です。

私たちの周りの世界について学び、コミュニケーションをとる過程で、私たちはほぼすべてのステップで形式化に直面します。私たちは考えを定式化し、レポートを作成し、あらゆる種類のフォームやフォームに記入し、式を変換します。新しいオブジェクトを研究するとき、その記述情報モデルは通常、最初に自然言語で構築され、次に形式化されます。つまり、形式言語（数学、論理など）を使用して表現されます。

したがって、オブジェクトのモデル（現象、プロセス）を構築する前に、その構成要素とそれらの間の接続を選択し（システム分析を実行）、結果の構造を所定の形式に「変換」（表示）する必要があります。 形式化する 情報。

スライド番号2

形式化 オブジェクト、現象、またはプロセスの内部構造を強調表示して、特定の情報構造（フォーム）に変換するプロセスです。事前の形式化なしでは、システムのモデリングは不可能です。実際、形式化はモデリングプロセスの最初の非常に重要な段階です。

形式化 は、実際のオブジェクトまたはプロセスをその正式な説明、つまり情報モデルに置き換えることです。

スライド番号3

情報モデルを構築すると、人は元のオブジェクトの代わりにそれを使用して、このオブジェクトのプロパティを調査し、その動作を予測します。たとえば、橋などの複雑な構造を構築する前に、設計者は図面を作成し、強度計算を実行します。許容荷重。したがって、実際のブリッジの代わりに、図面や数式の形式でモデルの説明を扱います。設計者が橋を縮小して再現したい場合、それはすでに実物大のモデル、つまり橋のモデルになります。

スライド番号4

自然言語は作成に使用されます 記述的情報モデル。科学の歴史では、多くの記述的情報モデルが知られています。たとえば、コペルニクスの地動説の世界モデルは次のように定式化されました。

地球はその軸と太陽の周りを回転します。

すべての惑星の軌道は太陽の周りを通過します。

スライド番号5

形式言語は構築に使用されます 正式な情報モデル（数学的、論理的など）。最も広く使用されている形式言語の1つは数学です。数学的概念と式を使用して構築されたモデルは、 数学モデル。数学の言語は形式言語のコレクションです。

スライド番号6〜8

代数（ステートメントの代数）の言語は、量の間の関数関係を形式化することを可能にします。したがって、ニュートンは、力学の法則と万有引力の法則を発見し、それらを代数的関数従属性の形で書き留めることによって、世界の地動説を形式化しました。学校の物理学コースでは、研究された現象またはプロセスの数学的モデルである代数の言語で表現された、多くの異なる関数従属性が考慮されます。

論理代数の言語はあなたが構築することを可能にします 正式な論理モデル。命題代数の助けを借りて、自然言語で表現された単純な命題と複雑な命題を形式化（論理式の形で書く）することができます。論理モデルを構築すると、論理的な問題を解決したり、コンピューターデバイス（加算器、トリガー）の論理モデルを構築したりすることができます。

百科事典辞書には、この概念の次の解釈が含まれています。 形式化 -これは、形式的なシステムまたは微積分の形での知識の意味のある領域（科学理論、推論、検索手順など）の提示と研究です。

スライド番号9

下のモデリングのコンテキストで 形式化 コンピュータモデルを作成して調査するために、一般的な形式の問題の説明（問題の一般的な定式化）を正式な表現の言語に翻訳するプロセスを理解します。情報処理の観点からは、初期データ（何を処理する必要があるか）を定義し、処理ルール（処理方法）を記述する必要があります。

スライド番号10

形式化 数学の主要なツールの1つです。なぜなら数学は、実際には存在しない実体、抽象的な概念で動作し、法、定理、規則、仮説などを記述します。これらすべての表現についての合意なしに行うことは不可能です。

モデリング そして 形式化

モデリング

モデリング -モデルの作成と研究からなる認知の方法。

それら。モデルの構築と研究によるオブジェクトの研究

モデルコンセプト

モデル –

モデルの保存 オリジナルの最も重要な特性と特性。

モデルは実際のオブジェクトを「コピー」します。

モデル-研究対象のアナログ、画像（精神的または従来型：画像、説明、図、記号、式、図面、グラフ、計画、地図、表など）。

同じオブジェクトは持つことができます 多くのモデル 、および さまざまなオブジェクト 説明することができます 1つのモデル .

の例 モデル

モデルは次の目的で必要です。

方法を理解する アレンジ 実際のオブジェクト：その構造、基本的なプロパティ、開発の法則、および外界との相互作用は何ですか。
教える 支配する オブジェクトまたはプロセス：特定の目標と基準に最適な管理方法を決定します（ 最適化);
予測する 指定されたメソッドの実装の直接的または間接的な結果、およびオブジェクトへの影響の形式。

モデルプレゼンテーションフォーム

モデルクラス

件名（資料） -オブジェクトの幾何学的、物理的、およびその他のプロパティをマテリアル形式（グローブ、解剖学的ダミー、建物モデルなど）で再現します。

情報 -オブジェクトとプロセスを表す 比喩的 そして 象徴的 形

使用領域によるモデルの分類

チュートリアルモデル -トレーニングで使用

科学的および技術的 -プロセスと現象の研究のために作成されました

経験豊富 -これらは、設計されたオブジェクトの縮小または拡大されたコピーです。その将来のパフォーマンスを調査および予測するために使用されます

ゲーム -さまざまな条件でのオブジェクトの動作のリハーサル

模倣 -ある程度の現実の反映（これは試行錯誤の方法です）

形式化

形式化 – 形式言語を使用して情報モデルを構築するプロセス。

形式情報モデル（数学、物理、論理など）は、形式言語の助けを借りて構築されます。

物理的

情報

1つの質問

オプション1

オプション2

A）サブジェクトモデル

B）情報モデル

2つの質問

図のモデルはどのクラスに属していますか？

オプション1

オプション2

A）サブジェクトモデル

B）情報モデル

A）情報モデル

B）サブジェクトモデル

3つの質問

オプション1

研究された実際のオブジェクト、現象、またはプロセスの本質的な特徴（特性）を反映する、実際のオブジェクトのいくつかの単純化された類似性

オプション2

モデル

B）モデリング

C）形式化

A）形式化

B）モデリング

B）モデル

4つの質問

定義が与えられ、正しい答えを選択してください

オプション1

オプション2

研究された実際のオブジェクト、現象、またはプロセスの本質的な特徴（特性）を反映する、実際のオブジェクトのいくつかの単純化された類似性

A）形式化

B）モデリング

モデル

B）モデリング

B）モデル

C）形式化

5つの質問

定義が与えられ、正しい答えを選択してください

オプション1

オプション2

モデルを作成および探索する認知的方法

形式言語を使用して情報モデルを構築するプロセス

A）形式化

B）モデリング

モデル

B）モデリング

B）モデル

C）形式化

6つの質問

オプション1

オプション2

A）比喩的なモデル

B）混合モデル

A）混合モデル

B）比喩的なモデル

C）象徴的なモデル

質問7

写真は情報モデルを示していますが、それらはどのような形式を指しますか？

オプション1

オプション2

A）比喩的なモデル

B）混合モデル

A）混合モデル

B）比喩的なモデル

C）象徴的なモデル

8つの質問

不足している単語を挿入します

オプション1

1つの同じオブジェクトに多くのモデルを含めることができ、異なるオブジェクトを…………..モデルで記述することができます。

オプション2

セット

1つの同じオブジェクトに……………モデルを含めることができ、異なるオブジェクトを1つのモデルで記述することができます

セット

回答：

オプション1

オプション2

質問番号

正解

評価尺度

鑑定

正解数

モデリングへの体系的なアプローチ

システムコンセプト

システム システム要素と呼ばれる相互接続されたオブジェクトのコレクションです。

システムの重要な機能は 全体的な機能。

システムの状態は、構造 , つまり、要素の構成とプロパティ、要素間の関係と接続です。

時間の要因によるモデルの分類：

動的 -システムの変更と開発のプロセスを説明するモデル

静的 -特定の時点でのシステムの状態を説明するモデル（研究当日のクラスの生徒の成長）

離散（10年間のクラスの生徒の成長、アルゴリズム）

継続的 （日中の大気圧の測定）

情報モデルの種類

表形式

階層

通信網

表形式の情報モデル

表形式の情報モデルでは、同じタイプのオブジェクトまたはプロパティのリストがテーブルの最初の列（または行）に配置され、それらのプロパティの値が次の列（または行）に配置されますテーブル。

階層情報モデル

階層情報モデルでは、オブジェクトはレベルに編成されます。

各要素

上位のアイテムは下位のアイテムで構成でき、下位のアイテムは1つの上位のアイテムのみのメンバーになることができます。

ネットワーク情報モデル 要素間の接続が任意である複雑な構造のシステムを反映するために使用されます。

静的

動的

実行：

Ashurova O.A.

情報学教師

「オブジェクトのプロパティ」-状態に応じて色を変更するファブリックの機能。 ...オブジェクトの完全または部分的に導電性の構造。オブジェクトの新機能。オブジェクトの新機能。 5. A.V. Kislov、A.B。イリイチェフ、I.A。ノビコフ。組織インピーダンスの測定。

「モデルオブジェクト」-結論。仕様。オブジェクト間のリンクの自動構築と、正式なネイバーの実際のネイバーへの置き換え。そのような記述のためのMETISフォーマットの簡単な使用。オブジェクトの「ワーキングセット」に基づいてカウントします。アカウントの結果、パフォーマンス評価。かなり幅広いクラスのケースに対する基準はありません。

「モデリングの段階」-段階IIIのコンピューター実験。ステージII。コンピューター実験。ステージIV。モデルのステージII開発。タスクの説明。シミュレーションの目的。モデル開発。ステージIII。モデリングの段階。ステージ1の問題ステートメント。ステージI。情報モデル。シミュレーション結果の分析。コンピューターモデル。

「モデリングと形式化」-相互作用。水曜日。モデルのタイプ：1.subject-object-entity。コンプライアンス（類似性）。限られた成長モデル。モデルの種類：2。主語-目的語-形式化の程度。口頭での説明。外観。（システムとデータ構造）。正式化。目的。モデリングの目的。部分的に形式化されました。

「情報モデルの種類」-グラフィカルモデル。お絵かき。 ToC。グラフィカルな情報モデルの例：温度変化のグラフ。オブジェクトプロパティテーブルの例。時間。グラフ。スケジュール。？。オブジェクト間テーブルの例。ダイアグラム。表形式モデル。数学モデル。地図。口頭モデル。スキーム。情報モデルの種類。

モデル開発の手順-記述情報モデルは通常、自然言語と写真を使用して構築されます。ステージ3。ステージ5。記述的情報モデルの構築。コンピューター上でのモデルの開発と研究の主な段階。実用的なタスク。ステージ1。太陽系モデル。ステージ4。ステージ2。

全部で18のプレゼンテーションがあります

プレゼンテーションのプレビューを使用するには、自分でGoogleアカウント（アカウント）を作成してログインします：https：//accounts.google.com

スライドのキャプション：

モデリングと形式化情報学MBOU中等学校第108号の教師、Samara Gazizova EkaterinaAleksandrovnaによって実行されました

モデルとモデリング周囲の世界のオブジェクトを認識する方法の1つはモデリングです。これは、実際のオブジェクトの簡略化された代替物を作成して調査することで構成されます。置換オブジェクトは通常モデルと呼ばれ、元のオブジェクトはプロトタイプまたはオリジナルと呼ばれます。

モデルとモデリングモデリングは、調査対象のオブジェクトが大きすぎる場合（太陽系）または小さすぎる場合（原子）、プロセスの進行が非常に速い場合（内燃機関での燃料処理）、または非常に遅い場合（地質学的プロセス）に使用されます。オブジェクトの研究は、他の人にとって危険であることが判明したり（原子爆発）、破壊につながる可能性があります（高層ビルの耐震特性をチェックする）、または実際のオブジェクトの作成に非常に費用がかかる場合（新しいアーキテクチャソリューション）、等

情報モデルを構築する段階分析は、プロパティの形式化を強調します形式化とは、実際のオブジェクトをその形式的な説明、つまり情報モデルに置き換えることです。

モデルの種類モデル実物大（材料）情報情報コーディング言語での元のオブジェクトの説明実際のオブジェクトは、縮小または拡大された形式で、モデリングのオブジェクトの外観、構造、または動作を再現します

情報モデルの分類

比喩的なモデル比喩的なモデルは、ある種の情報キャリアに固定されたオブジェクトの視覚的なイメージです。

サインモデルサイン情報モデルは、さまざまな言語（サインシステム）を使用して構築されています。プログラムラボ; var a、b、s、p：整数; 書き込みを開始します（ "長さを入力してください："）; readln（a）; 書き込み（ "幅を入力してください："）; readln（b）; s：\u003d a * b; p：\u003d 2 *（a + b）; writeln（ "面積は次の値に等しい："、s）; writeln（ "境界は："、p）; 終わり。私たちの言語の世話をしてください、私たちの美しいロシア語は宝物です、これは私たちの前任者によって私たちに渡された資産です！ I.S. ツルゲーネフ

混合モデル混合情報モデルは、比喩的要素と象徴的要素を同時に使用します。

言語情報モデル言語モデルは、オブジェクト、現象、イベント、プロセスを自然言語で記述したものです。たとえば、コペルニクスによって提案された世界の地動説モデルは、口頭で次のように説明されました。-地球はその軸と太陽の周りを回転します。 -すべての惑星の軌道は太陽の周りを通過します。学校の教科書には多くの言語モデルが含まれています。歴史教科書は歴史的出来事のモデルを示し、地理教科書は地理的オブジェクトと自然過程のモデルを示し、生物学の教科書は動植物の世界のオブジェクトのモデルを示します。

数学的モデル数学的概念と公式を使用して構築された情報モデルは、数学的モデルと呼ばれます。論理代数の言語の助けを借りて、論理モデルが構築されます-自然言語で表現された単純なステートメントと複雑なステートメントが形式化されます（論理式の形式で書かれます）。論理モデルを構築することにより、論理問題の解決、デバイスの論理モデルの作成などが可能です。コンピュータ数学モデル現在、最も複雑な数学モデルをコンピュータに実装できます。この場合、そのようなツールは次のように使用されます。 -スプレッドシート; -モデリング用の特殊な数学パッケージとソフトウェアツール。シミュレーションは、実際の機器でフィールドテストを行う代わりに、コンピュータモデルを使用して実験を行う人工実験です。

グラフィック情報モデル図面は、投影法によって取得された、寸法の正確な比率を持つオブジェクトの条件付きグラフィックイメージです。ダイアグラムは、任意の量または同じ量のいくつかの値の比率、それらの値の変化を視覚的に表現するグラフィック表現です。グラフは、1つの量の依存性の性質を視覚的に表す線です。ダイアグラムは、オブジェクトの一般的な表現であり、主な機能はシンボルを使用しています。ダイアグラムの助けを借りて、オブジェクトの外観とその構造の両方を表すことができます。

スライド2

モデルは、実際のオブジェクト、プロセス、または現象を簡略化して表現したものです。

2モデルは、オリジナルの最も重要な特性と特性を保持しています。モデル-研究対象のアナログ、画像（精神的または従来型：画像、説明、図、記号、式、図面、計画、表、地図など）。

スライド3

3モデルは、次の目的で必要です。実際のオブジェクトがどのように配置されているかを理解する：その構造、基本的なプロパティ、開発の法則、および周囲の世界との相互作用。オブジェクトまたはプロセスの管理方法を学ぶ：与えられた目標と基準（最適化）に最適な管理方法を決定します。指定されたメソッドの実装の直接的または間接的な結果と、オブジェクトへの影響の形式を予測します。

スライド4

モデリング：

4新しい知識を得て、研究対象の特性をさらに改善するためのモデルの構築と研究。モデルを使用した客観的世界の科学的知識の方法。

スライド5

モデル分類

5使用領域別

スライド6

6時間係数モデルを考慮に入れるこのクラスの学生の10年間の研究成長の日の動的静的離散連続成長アルゴリズムは大気圧を変化させます

スライド7

タスク番号1

7統計モデルと動的モデルの例を挙げてください。

スライド8

モデル分類

8知識モデルの領域によって生物学的社会学的歴史的数学タスク№2。さまざまな専門分野のモデルの例を挙げてください。

スライド9

9モデルの材料情報を表現する方法によって言語のおもちゃの球体が鳥の物理的または化学的経験を詰め込んだ言語記号を考えて表現する

スライド10

情報モデル

10情報モデルは、いずれかの言語（口語または正式）での実際のオブジェクト（プロセス、現象）の記述です。

スライド11

11プレゼンテーション情報モデルの形式による幾何学的コンピューター構造的特殊言語論理数学

スライド12

12の幾何学的モデル-グラフィック形状と体積構造。口頭モデル-イラストを使用した口頭および書面による説明。数学的モデル-数式、不等式、システムなど。構造モデル-図、グラフ、表など。論理モデルは、さまざまな条件の分析に基づいて決定が下されるモデルです。特別なモデル-メモ、化学式など。

スライド13

13あらゆる情報モデルはシステムです。システムは全体であり、相互接続された要素で構成されています。システム\u003d要素+それらの間の接続システムは次のとおりです。材料（人、平面、木）; 無形（人間の言語、数学）; 混合（学校制度）。

スライド14

システムの主な特性は、「システム効果」または「出現の原理」の出現です。要素がシステムに結合されると、システムは、システムの要素のいずれも所有していない新しいプロパティを取得します。

14例は飛行機です。その主な特性は飛ぶ能力です。その構成部品のいずれも、個別にこの特性を持っていません。しかし、それらをすべてまとめて厳密に定義された方法で接続すると、飛行機は飛行します。

スライド15

15タスク番号3。例を挙げてください：生物学的システム___________技術システム_____________情報学におけるシステム___________タスク番号4。「コンピュータ」システムの要素を一覧表示します。

スライド16

体系化（分類）は、オブジェクトのセットをシステムに変換するプロセスです。

16システム構造-システム要素を組み合わせる特定の順序。構造情報モデルアルゴリズムテーブルスキーム（グラフ）階層ネットワーク

スライド17

タスク番号5

17ネットワークモデルを構築します。最初の行に友達の名前を、2番目の行に彼らの趣味を書いてください。円弧で接続を描画します：名前-趣味。

スライド18

18情報モデルの構造：それらの間の接続オブジェクトの特性（パラメーター）例：均一な直線運動のモデル。パラメータ：速度v、時間t、パスS。それらの間の接続：S \u003d v・t。タスク番号6。三角形モデルのパラメーターと関係を指定します。パラメータ：_________________________リンク：______________________________

スライド19

タスク番号7

19化学反応のモデルは、この反応の方程式です。2KOH+Н2SO4\u003d K2SO4 + 2H2Oこのモデルは情報を提供しますか？ _________________ なぜ？ ___________________このモデルのパラメーターを指定します。 ___________________________リンクを示してください。 _______________

スライド23