Э. А. Абдыкеримова информатиканың теориялық негіздері
Модельдерді әр тҥрлі белгілеріне қатысты классификациялау
жүктеу/скачать 476,55 Kb.
|
Э.А.Абдыкеримова.ИНФОРМАТИКАНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ
Модельдерді әр тҥрлі белгілеріне қатысты классификациялауПайдалану саласы бойынша: оқулық - кӛрнекі қҧралдар, оқыту бағдарламалары, әр тҥрлі тренажерлар; тәжірибелік - кеме моделі (шайқалыс кезінде кеменің орнықтылығын анықтау ҥшін бассейнде сыналады); ғылыми-техникалық - радиоқондырғыларды тексеруге арналған стенд; электрондардың ҥдеткіші; жайтартқыш; ойындық - әскери, экономикалық, спорттық, іскерлік және басқа ойындар; имитациялық - шынайы объектіге әлдебір әрекеттің әсерін зерттеу мен бағалау ҥшін сан рет қайталанатын, болмаса бір-біріне ҧқсас, бірақ әр басқа жағдайға қойылған кӛптеген объектілермен бір мезгілде ӛткізілетін тәжірибе (эксперимент). Уақыт факторын ескеруі бойынша модельдер статикалық және динамикалық болып екіге бӛлінеді. Статикалық - объектінің ағымдағы жағдайдағы ―бір сәттік кесіндісін‖ береді; Динамикалық - объектінің уақыт ішіндегі ӛзгеруін кӛруге мҥмкіндік береді. Ғылым салалары бойынша: экономикалық; экологиялық; ғарыштық; әлеуметтік, т.б. Объектіні тҥйсіну тәсілі бойынша: материалдық; ақпараттық. Аталмыш топтардың атаулары модельдердің неден істелгенін кӛрсетеді. Материалдық (заттық, физикалық) модельдер тҥпнҧсқаның геометриялық және физикалық қасиеттерін кӛз алдына келтіреді және әрқашанда шынайы нақты тҥрде болады. Материалдық модельдер объектіні, қҧбылысты не процесті зерттеуге материалдық тҧрғыдан (ҧстау, иіскеу, кӛру, есту) келуді жҥзеге асырады. Ақпараттық модельдерді ҧстауға не кӛзбен кӛруге болмайды, олардың материалдық нақты тҥрі жоқ. Ақпараттық модель – объекті мен процестің, қҧбылыстардың қасиеті мен жағдайын, сондай-ақ оның сыртқы дҥниемен ӛзара байланысын сипаттайтын ақпараттар жиынтығы. Объекті мен процесті сипаттайтын ақпараттың әр тҥрлі кӛлемі мен тҥсіндіру формасы болуы, әр тҥрлі қҧралдармен берілуі мҥмкін. Ақпараттық модельдердің ӛзін таңбалық және вербальдық (ауызша айтылған) модельдер деп бӛлуге болады. Таңбалық модель – арнайы белгілермен берілген ақпараттық модель, яғни кез келген формальды тіл қҧралымен берілген. Таңбалық модельдер бізді барлық жерде қоршап алған. Бҧл суреттер, мәтіндер, графиктер мен сҧлбалар. Таңбалық модельдер де таңбалы оқудың белгілі ережелері арқылы оқушының санасында объектінің бейнесін жасауға мҥмкіндік береді. Таңбалық модельдің ерекшелігі – нәрсенің сезімдік бейнесі тек таңбалардың мәнін ашқан соң ғана пайда болады. Іске асыру тәсілі бойынша таңбалық модельдерді компьютерлік және компьютерлік емес деп ажыратуға болады. Таңбалық Вербальдық Компьютерлік Компьютерлік емес 7-сурет Объектіні тҥйсіну тәсілі бойынша модельдерді топтастыру Вербальдық модель - ойша немесе ауызекі формамен берілген ақпараттық модель. Бҧл модельдер ойлау мен тҧжырымдау нәтижесінде алынған модельдер. Олар сол ойша кҥйінде қалуы немесе сӛзбен берілуі мҥмкін. Таңбалық және вербальдық модельдер, әдетте, ӛзара байланысты. Адамның миында туған ойша бейне белгілік формада кӛрінуі мҥмкін. Керісінше, таңбалық модель санада ойша бейнені жасауға кӛмектеседі. Мысалы: Аңызға сәйкес, Ньютонның басына қҧлап тҥскен алма оның санасында заттардың жерге тартылысы туралы ойдың тууына ықпал етті. Бҧл ой тек кейін ғана заң болып шықты, яғни таңбалық формаға ие болды. Ақпараттық модельдер де статикалық және динамикалық болып бӛлінеді. Статикалық (қҧрылымдық) модельдер Статикалық модель объектінің қҧрылысы мен аумағын кӛрсетеді, сол себепті оны қҧрылымдық деп те атайды (8-сурет). 8-сурет. Статикалық модельдің тҥрлері Мәліметтер қҧрылымы - бҧл заттық саладағы объектіні, сондай-ақ, оның қасиетін сипаттайтын жекелеген деректер (фактілер). Тҥйсіну тәсілі бойынша иерархиялық, желілік және реляциялық (кестелік) мәліметтер қҧрылысы деп ажыратады. Білім модельдері - бҧл заттық саланың осы облыстағы міндеттерді шешуге мҥмкіндік беретін анықталған заңдылықтар (принциптер, байланыстар, заңдар). Әр тҥрлі заттық салалар ҥшін білім берудің бірнеше модельдері бар. Олардың кӛпшілігі тӛмендегі кластарға келіп саюы мҥмкін: ӛнімдік модельдер - ―егер шарт, онда іс-әрекет‖ тәрізді сӛйлемдер тҥрінде білім беруге мҥмкіндік жасайтын заңдарға негізделген; - семантикалық желілер - тӛбесі - ҧғымдар, ал доғалары - олардың арасындағы қатынастарды білдіретін бағдарланған графалар, шешімді іздеу қойылған сҧраққа сәйкес келетін желілер фрагментін іздеуге келіп саяды; фреймдер - бейнені кескіндеу ҥшін қажетті формальдандырылған модельдер, абстрактілік бейнелер немесе жағдайлар; формальды ойша модельдер - заттық сала аксиомалар жиынтығы тҥрінде берілген кезде бірінші қатардағы предикаттарды классикалық есептеуге негізделген. Мәліметтер қҧрылымы модельге заттық саланың білім бӛлігі ретінде енеді. Динамикалық модель аумақтар жиынтығымен берілген объектінің ӛзгеруі мен қызмет етуі процесін білдіреді. Динамикалық модель - жҥйелердің қызметін бейнелейтін алгоритмдер кешені. Динамикалық модель алгоритмдік тҥрінде блок-сҧлбамен, бағдарламамен, т.б. берілуі мҥмкін. Ақпаратты модельді бейнелеудің ең ыңғайлы формасы - мәтін. Мәтіннің қҧрылу ережесі пайдаланылатын тілдің грамматикасымен беріледі. Сондықтан, кез келген мәтінді нақты объектінің тілдік модельдері ретінде қарастыруға болады. Арнайы ақпараттық модельді сипаттау ҥшін формальді тілдер, мысалы бағдарламалау тілдері пайдаланылады. Осылайша бағдарлама мәтіні ақпараттық модель болып табылады. Объектінің қҧрамын сипаттау ҥшін математика тілі пайдаланылуы мҥмкін. Математикалық формулалар тізбегімен, яғни реттелген математикалық модельмен алгоритмді беруге болады. Сәйкесінше, математикалық модель ақпараттық модельді бейнелеудің бір тәсілі ретінде қарастырылады. Бірақ та ''математикалық модель'' ҧғымының ғылымдағы рӛлі жоғары болғандықтан оны жеке қарастыруды талап етеді. Математикалық модельдер - кең тҥрде математикалық тәсілдер пайдаланатын таңбалар моделінің маңызды класы. Мысалы, кҥрделі теңдеулер жҥйесін кӛрсетіп, жҧлдыздар қойнауында болатын физикалық процестерді сипаттайтын жҧлдыздың математикалық моделін қарастыруға болады. Математикалық модель ретінде объект немесе процестің маңызды қасиеттерін бейнелейтін, математикалық ара қатынастардың жҥйесі болып табылатын - формулалар, теңдеулер, теңсіздіктер және т.б. тҥсіндіріледі. Математикалық модельдеуде біз объектінің нақтылы физикалық қасиетіне және оларда жҥретін процестерге ден қоймаймыз, берілген шамалардың шешімге қайта ӛңделуін ғана қарастырамыз. Математикалық модельдер қҧру кезінде әркезде берілгендер арқылы ізделінді шаманы ӛрнектейтін формуланы табу мҥмкіндігі тумайды. Осындай жағдайларда қандай да бір дәлдік дәрежесіне жауап бере алатын математикалық әдістер пайдаланады. Әдебиеттерде математикалық модель ҧғымына келесі анықтама берілген: ''Математикалық модель деп берілген процестерді зерттеу ҥшін физикалық мәні әр тҥрлі болса да, ҧқсас математикалық ӛрнектермен бейнеленетін қҧбылыстарды қарастыру тәсілі''. Есептің математикалық моделін қҧру ҥшін: математикалық модель негізделінетін болжамдарды бӛліп алу керек; нені бастапқы берілгендер, нені нәтиже деп есептеу керек, соны анықтау керек; нәтиже мен бастапқы берілгендерді байланыстыратын математикалық арақатынастарды (формулалар, теңдеу, теңсіздік және т.б.) жазып алу керек. Физикада математикалық модельдеу қҧбылыс пен процесті оқып-ҥйрену, зерттеудің жетекші тәсілі болып табылады. Қарапайым мысал: s t тҥріндегі математикалық формуланы кӛріп 9-шы сыныптың оқушысы нақты ӛмірде бірқалыпты тҥзу сызықты қозғалыспен істес екенін біледі. Сонда, математикалық модель - объект немесе процестің әр тҥрлі параметрлерінің байланысын бейнелейтін математикалық формулалар. Барлық уақытта танып білетін есті адам нақтылықтың объектілерін саналы, ойлы модельдер тҥрінде ӛз санасында бейнелеген және олардың ҥлгілерінен кҥтілетін нәтижеге әрекет жасаған. Компьютердің пайда болуымен жағдай мҥлдем басқаша ӛзгереді. Адам енді нақтылы объектінің компьютерлік моделін қҧрып, компьютерге ӛз білімін ендіреді. Табиғаттың екінші шағылуы адам ойлауынан енді компьютер жадына енеді. Осы ҧғымның әр тҥрлі әдебиеттерде берілген анықтамаларын қарастырып кӛрелік. ―Компьютерлік модель‖ термині А.С.Бешенков, Н.В.Макарова, В.Б.Гисин басшылықтарымен қҧрылған оқу қҧралдарында: бірінші жағдайда, орындаушыға есептелініп қҧрылған компьютерде еліктірілген есептің моделі ретінде, екінші жағдайда,‖…компьютерлік модель деп бағдарламалық орталар қҧралдарымен жҥзеге асатын модель айтылады‖ деген анықтама беріледі, ал соңғы автор компьютерлік модельдеуді модельденетін жҥйе туралы ақпаратты компьютерде бейнелеу деп тҥсіндіреді. Компьютерлік модель компьютер жадында электромагниттік тҥрде бар болғандықтан, яғни ол материалды формальды модель болып табылады, оның анықтамасын келесі тҥрде беруге болады: компьютерлік модель – мәліметтер жиынтығы және оларды ӛңдеуге арналған бағдарламалар, ӛз кезегінде бағдарламалар да, мәліметтер де компьютер жадында сақталады. жүктеу/скачать 476,55 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|