مدخلأمثلة على أنماط الرسوم البيانية في الحياة اليومية. ملخص الدرس "نماذج المعلومات الرسومية
الأهداف:
· تشكيل مفهوم "النموذج الرسومي" بين الطلاب ، والنظر في الأنواع نماذج الرسوم البيانية
تطوير المهارات العملية في الرسم
تنمية الاهتمام بالموضوع قيد الدراسة
خلال الفصول
1. تنظيم الوقت
2. تحديث المعرفة السابقة
· ما يسمى النموذج؟
· ما هي المحاكاة؟
· كيف يمكن تقسيم النماذج حسب عامل الوقت؟
· ما يسمى نموذج المعلومات؟
· ما أنواع نماذج المعلومات التي تعرفها؟
نموذج المعلومات - مجموعة من المعلومات التي تميز خصائص وحالات كائن ، وعملية ، وظاهرة ، وكذلك علاقتها بالعالم الخارجي.
يمكن ربط الشيء نفسه بنماذج معلومات مختلفة (لفظية ، رياضية ، جدولية ، رسومية) ؛ كل هذا يتوقف على الغرض من المحاكاة.
النموذج اللفظي هو عرض مكتوب أو شفهي لنموذج معلومات عن طريق لغة طبيعية.
أمثلة على الأنماط اللفظية:
المعلومات في الكتب المدرسية
أعمال خيالية
نصوص تصف الخوارزميات
الوصف النصي للكائنات والعمليات
نموذج معلومات جدولي هو نموذج يتم فيه تقديم الكائنات أو خصائصها في شكل قائمة ، ويتم وضع قيمها في خلايا جدول مستطيل.
3. تقديم مواد جديدة
نماذج المعلومات الرسومية (أو الهندسية) هي أبسط أنواع النماذج التي تنقل السمات الخارجية للكائن - الحجم والشكل واللون.
النماذج الرسومية أكثر إفادة من النماذج اللفظية. من الصعب تخيل علم النبات والأحياء والجغرافيا والشؤون العسكرية والشحن وما إلى ذلك بدون خرائط.
لا يمكن للتقنيات الحديثة الاستغناء عن نماذج المعلومات الأجهزة التقنيةوالمباني وما إلى ذلك. في شكل رسومات.
الدوائر الكهربائية والراديو هي نماذج معلومات للفيزياء وهندسة الراديو والإلكترونيات الراديوية.
الرسوم البيانية والمخططات هي نماذج معلومات تصور البيانات الرقمية والإحصائية.
تحتل مهام ما بعد الاحتشاد مكانًا خاصًا بين النماذج الهندسية. نشأت مثل هذه المشاكل في العصور القديمة وكانت مرتبطة بالاحتياجات العملية. إنهم يدربون العقل ، ويعلمون تطبيق المعرفة بطريقة معقدة ، ويخرجون بنهج غير قياسي لحل المشكلات.
اليوم ، يتم استخدام محرر الرسوم كأداة لنمذجة الرسوم. للنمذجة في بيئة محرر رسومي ، يمكنك استخدام نموذج المعلومات المعمم لكائن رسومي.
أي كائن رسومي يمتلك الشكل والحجم والنسب واللون ويمكن نقله وتكراره وتحريره وتدويره وعكسه وتغيير حجمه وتناسبه.
البناء هو عملية تجميع كائن وعناصر. يمكنك تصميم كائنات مسطحة وحجمية.
هكذا
نموذج المعلومات الرسومية هي طريقة بصرية لتمثيل الأشياء والعمليات في شكل صور بيانية.
أنواع النماذج الرسومية:
¨ الخريطة كنموذج معلومات
الرسم - نسخة هندسية دقيقة من كائن حقيقي
¨ مخطط - نموذج معلومات للأنظمة المعقدة
¨ رسم بياني - كنموذج عملية
¨ مخطط
¨ التصوير - تمثيل مرئي دقيق لشيء ما
تصف الخريطة منطقة معينة ، وهي هدف نمذجة لها.
يتم إنشاء الخريطة لأغراض محددةلتحديد:
مواقع المستوطنات
الإغاثة من التضاريس
مواقع الطرق السريعة
استخدام المسطرة ومراعاة مقياس الخريطة لقياس المسافة بين الأشياء الحقيقية على الأرض
أصبحت نماذج المعلومات الجغرافية منتشرة على نطاق واسع الآن
يتم إنشاء الرسومات من قبل المصممين والمصممين ، يجب أن تكون دقيقة للغاية ، لأن يشار إليها جميع الأبعاد المطلوبة للكائن الحقيقي.
هناك العديد من بيئات الكمبيوتر المختلفة لإنشاء رسومات التصميم: AutoCAD و Adem و Compass و 3D MAX - للنمذجة ثلاثية الأبعاد ، إلخ.
الرسم التخطيطي هو تمثيل رسومي لتكوين وهيكل نظام معقد.
الهيكل هو ترتيب معين لدمج عناصر النظام في كل واحد.
غالبًا ما تستخدم الرسوم البيانية لعرض وتصور عمليات مختلفة (طبيعية واقتصادية واجتماعية وتقنية).
يمكن تقديم المخططات في شكل مخططات دائرية ومخططات شريطية - مخططات شريطية ومخططات خطية.
4. عمل عملي في محرر رسوماترسم
في محرر الرسوم ، قم بإنشاء رسم تخطيطي لمكتب المعلوماتية. احترم نسب كل الأشياء
5. ملخص الدرس
ما يسمى بالنموذج الرسومي؟
ما هي نماذج الرسوم التي تفكر فيها؟
ما هي المهن التي تعمل مع نماذج الرسوم الحاسوبية؟
من يحتاج إلى رسم تخطيطي لخزانة علوم الكمبيوتر؟
4.8 نماذج المعلومات الرسومية.
نموذج المعلومات الرسومية هو طريقة مرئية لتمثيل الأشياء والعمليات في شكل صور رسومية. وتشمل هذه: الرسومات ، والرسوم البيانية ، والرسوم البيانية ، والنماذج التصويرية ، والمخططات (الخرائط ، الرسوم البيانية ، الرسوم البيانية القوالب)
تنقل نماذج المعلومات الرسومية (الهندسية) الميزات الخارجية للكائن - الحجم والشكل واللون والموقع. في نماذج المعلومات الرسومية ، تُستخدم الصور الرسومية الشرطية (العناصر التصويرية) للعرض المرئي للكائنات. غالبًا ما يتم استكمال النماذج الرسومية بالأرقام والرموز والنصوص (عناصر الإشارة). في هذه الحالة ، يطلق عليهم نماذج مختلطة.
النماذج التصويرية هي صور مرئية لأشياء مسجلة على نوع ما من ناقلات المعلومات (ورق ، تصوير ، فيلم ، إلخ). وتشمل هذه الرسومات والصور.
مخططهو تمثيل كائن بشكل عام ، السمات الرئيسية باستخدام الرموز التقليدية. مخطط هو عرض رسومي لتكوين وهيكل نظام معقد. يمكن استخدام المخططات للتمثيل مظهر خارجي الكائن وهيكله. لا يتظاهر المخطط كنموذج معلومات بأنه يوفر معلومات كاملة عن الكائن. بمساعدة التقنيات الخاصة والتسميات الرسومية ، يتم تمييز واحدة أو أكثر من سمات الكائن المعني بشكل أكثر بروزًا.
في علوم الكمبيوتر ، يحتل بناء المخططات الانسيابية مكانة خاصة. مخططات الكتلة تعكس بوضوح الخوارزمية ، أي تسلسل الإجراءات عند حل المشكلة. يتم بناؤها أثناء البرمجة - إنشاء برامج جديدة.
خريطة يصف منطقة معينة ، وهو موضوع النمذجة لها. هذه صورة عامة مختصرة لسطح الأرض على مستوى في نظام واحد أو آخر من الرموز .
تم إنشاء الخريطة لأغراض محددة لتحديد:
موقع المستوطنات
تضاريس؛
موقع الطرق السريعة
قياس المسافات بين الأشياء الحقيقية على الأرض
إلخ
رسم - نسخة هندسية دقيقة من كائن حقيقي. رسم- صورة بيانية شرطية لكائن مع نسبة دقيقة لأبعاده ، تم الحصول عليها بطريقة الإسقاط. يحتوي الرسم على صور وأرقام أبعاد ونص. تعطي الصور فكرة عن الشكل الهندسي لشيء ما ، والأرقام - حول حجم الشيء وأجزائه ، والنقوش - حول الاسم ، والمقياس الذي صنعت به الصور. يتم إنشاء الرسومات من قبل المصممين والمصممين ، يجب أن تكون دقيقة للغاية ، لأن يشار إليها جميع الأبعاد المطلوبة للكائن الحقيقي. هناك العديد من بيئات الكمبيوتر المختلفة لإنشاء رسومات التصميم: AutoCAD و Adem و Compass و 3D MAX - للنمذجة ثلاثية الأبعاد ، إلخ.
الرسوم البيانية والمخططات هي نماذج معلوماتية تصور البيانات الرقمية والإحصائية.
جدول- خط يعطي تمثيلًا مرئيًا لطبيعة اعتماد كمية (على سبيل المثال ، مسار) على أخرى (على سبيل المثال ، الوقت). جدول - عرض وتصور العمليات المختلفة (طبيعية واقتصادية واجتماعية وتقنية). يسمح لك الرسم البياني بتتبع ديناميكيات تغييرات البيانات. 
رسم بياني- صورة بيانية تعطي تمثيلاً مرئيًا لنسبة أي كميات أو عدة قيم لنفس الكمية ، للتغير في قيمها. ستتم مناقشة أنواع المخططات وكيفية إنشائها بمزيد من التفصيل عند دراسة جداول البيانات.
تحتل الرسوم البيانية مكانة خاصة بين النماذج الرسومية.
4.9 عد
الرسوم البيانية هي كائنات رياضية رائعة ، بمساعدتها يمكنك حل العديد من المسائل المختلفة التي تبدو مختلفة. يوجد قسم كامل في الرياضيات - نظرية الرسم البيانيالذي يدرس الرسوم البيانية وخصائصها وتطبيقاتها. في علوم الكمبيوتر ، يتم إنشاء البرامج من الرسوم البيانية. في هذا القسم ، يتم النظر فقط في المفاهيم الأساسية وخصائص الرسوم البيانية وبعض طرق حل المشكلات.
إذا تم تمثيل كائنات نظام معين بنقاط (دوائر ، أشكال بيضاوية ، مستطيلات ...) ، والوصلات بينها - بواسطة خطوط (أقواس ، أسهم ...) ، فسنحصل على نموذج معلومات للنظام قيد الدراسة في شكل رسم بياني. رسم بيانيهي مجموعة من القمم والحواف تربطها. يمكن الإشارة إلى رؤوس الرسم البياني بالأحرف والأرقام والكلمات ...
إذا كانت حواف الرسم البياني تتميز ببعضها معلومة اضافية (معبرا عنه بالأرقام) ، يطلق عليه متوازنوالأرقام مقاييسحواف. يمكن أن يتوافق وزن الحافة ، على سبيل المثال ، مع المسافة بين الكائنات (المدن).
إذا كانت حواف الرسم البياني تشير إلى الاتجاه (يمثله الأسهم) ، فسيتم استدعاء الرسم البياني الموجهة (ديجراف). الحركة في الرسم البياني الموجه ممكنة فقط في اتجاه واحد (على طول الأسهم). في هذه الحالة ، تعتبر الروابط بين الكائنات - تعتبر الرؤوس غير متناظرة. في الرسم البياني غير الموجه ، تكون الروابط بين الكائنات - الرؤوس - متماثلة.
يتم استدعاء نفس الرسوم البيانية المرسومة بشكل مختلف متماثل... الرسوم البيانية المتشابهة لها نفس الرؤوس متصلة.
الدرجة العلميةرأس الرسم البياني هو عدد الأضلاع الخارجة منه. يسمى رأس مع درجة زوجية حتى القمة، يسمى الرأس ذو الدرجة الفردية قمة فردية.في الشكل ، الرؤوس أ ، ب ، د زوجية. درجتهم هي 2. الرؤوس C و E غريبة. درجتهم 3.
ترتبط إحدى النظريات الرئيسية لنظرية الرسم البياني بمفهوم درجة الرأس - نظرية تساوي عدد الرؤوس الفردية.
نظرية : أي رسم بياني يحتوي على عدد زوجي من الرؤوس الفردية.
لنفكر في مشكلة للتوضيح.
يوجد 5 هواتف في بلدة ليتل. هل من الممكن توصيلهم بالأسلاك بحيث يتصل كل هاتف بثلاثة آخرين بالضبط؟
القرار: لنفترض أن مثل هذا الاتصال الهاتفي ممكن. ثم تخيل رسمًا بيانيًا تمثل فيه الرؤوس الهواتف ، وتمثل الحواف الأسلاك التي تربطها. دعونا نحسب عدد الأسلاك التي ستظهر في المجموع. يحتوي كل هاتف على 3 أسلاك متصلة بالضبط ، أي درجة كل رأس من الرسم البياني لدينا - 3. للعثور على عدد الأسلاك ، من الضروري جمع درجات جميع رؤوس الرسم البياني وقسمة النتيجة على 2 (نظرًا لأن كل سلك له طرفان وعند جمع الدرجات ، يتم أخذ كل سلك مرتين). (3 * 5) / 2 \u003d 15/2 \u003d 7.5
لكن هذا الرقم ليس عددًا صحيحًا ، أي أن عدد الأسلاك سيكون مختلفًا. هذا يعني أن افتراضنا أنه من الممكن توصيل كل هاتف بخمسة هواتف أخرى تبين أنه خطأ.
إجابة. من المستحيل توصيل الهواتف بهذه الطريقة.
هناك مفهوم مهم آخر يتعلق بالرسوم البيانية - مفهوم الاتصال. الرسم البياني يسمى متصل,
إذا كان من الممكن توصيل أي اثنين من رؤوسه بواسطة,
أولئك. تسلسل مستمر للحواف. هناك عدد من المشكلات ، يعتمد حلها على مفهوم اتصال الرسم البياني. يحتوي الرسم البياني في الشكل أدناه على ثلاثة مكونات متصلة (يتكون من ثلاثة أجزاء منفصلة).
يسمى الرأس الذي ليس له حواف معزول قمة الرأس ويشكل مكونًا منفصلاً للاتصال. يسمى رأس بحافة واحدة فقط طرفية أو معلقة.
يُطلق على المسار الذي يمتد على طول رؤوس وحواف الرسم البياني ، حيث تحدث أي حافة للرسم البياني مرة واحدة على الأكثر سلسلة (1) . تسمى السلسلة التي تتطابق رؤوسها الأولية والنهائية دورة (2). خشب (التسلسل الهرمي) هو رسم بياني لا توجد فيه دورات (3) ، أي أنه من المستحيل المرور من بعض الرؤوس على طول عدة حواف مختلفة والعودة إلى نفس الرأس. السمة المميزة للشجرة هي أنه لا يوجد سوى مسار واحد بين أي اثنين من رؤوسها.
(1) 
(2) 
(3)
يمكن تمثيل أي نظام هرمي باستخدام شجرة. للشجرة رأس رئيسي واحد يسمى جذرها. تحتوي كل عقدة من الشجرة (باستثناء الجذر) على سلف واحد فقط ، ويتم تضمين الكائن المعين من قبله في فئة واحدة عالية المستوى 1. يمكن لأي عقدة في الشجرة أن تفرخ العديد من الأطفال - العقد المقابلة لفئات المستوى الأدنى. يسمى مبدأ الاتصال هذا "واحد بأطراف". تسمى القمم بدون رؤوس متناثرة أوراق.
على سبيل المثال ، يتم وصف العلاقات بين أفراد العائلة بشكل ملائم باستخدام رسم بياني يسمى شجرة العائلة أو شجرة العائلة.
يسمى الرسم البياني مع دورة شبكة الاتصال.إذا تم تمثيل أبطال العمل الأدبي برؤوس الرسم البياني ، وتم تمثيل الروابط الموجودة بينهم بالحواف ، فسنحصل على رسم بياني يسمى الويب الدلالي.
4.10
استخدام الرسوم البيانية لحل المسائل
مثال 1. لكتابة جميع الأرقام المكونة من ثلاثة أرقام المكونة من الأرقام 1 و 2 ، يمكنك استخدام الرسم البياني (الشجرة)
لست مضطرًا لبناء شجرة إذا لم تكن بحاجة إلى تدوين كل الخيارات الممكنة ، لكنك تحتاج فقط إلى الإشارة إلى عددها. في هذه الحالة ، تحتاج إلى سبب مثل هذا: في فئة المئات يمكن أن يكون هناك أي من الأرقام 1 و 2 ، في فئة العشرات - نفس الخيارين ، في فئة الآحاد - نفس الخيارين. لذلك ، فإن عدد الخيارات المختلفة: 2 2 2 \u003d 8.
بشكل عام ، إذا كان عدد الخيارات الممكنة معروفًا في كل خطوة من خطوات إنشاء الرسم البياني ، فستكون كل هذه الأرقام ضرورية لحساب العدد الإجمالي للخيارات تتضاعف.
مثال 2. ضع في اعتبارك مشكلة عبور كلاسيكية معدلة قليلاً.
على ضفة النهر يوجد فلاح (ك) بقارب وبجواره كلب (ج) وثعلب (ل) وإوزة (د). يجب على الفلاح عبور نفسه ونقل الكلب والثعلب والإوزة إلى الجانب الآخر. ومع ذلك ، بالإضافة إلى الفلاح ، يتم وضع كلب فقط ، أو ثعلب فقط ، أو إوزة فقط في القارب. لا يمكنك ترك كلب مع ثعلب أو ثعلب بدون مراقبة - فالكلب خطر على الثعلب ، والثعلب على الإوزة. كيف ينظم الفلاح المعبر؟
د 
لحل هذه المشكلة ، سنقوم بتكوين رسم بياني ، ستكون رؤوسه هي الموضع الأولي للأحرف على ضفة النهر ، بالإضافة إلى جميع أنواع الحالات الوسيطة التي تم الوصول إليها من الحالات السابقة في خطوة عبور واحدة. سيتم الإشارة إلى كل حالة رأس من المعبر بواسطة شكل بيضاوي ومتصل بالحواف مع الحالات التي تشكلت منه. يتم تمييز الحالات غير المقبولة من خلال حالة المهمة بخط متقطع ؛ يتم استبعادهم من مزيد من الدراسة. تم وضع علامة على الحالات الأولية والنهائية للمعبر بخط عريض.
يوضح الرسم البياني أن هناك حلين لهذه المشكلة. فيما يلي مخطط عبور يقابل أحدهما:
فلاح يحمل ثعلب.
عودة الفلاحين
فلاح يحمل كلبًا ؛
يعود الفلاح مع الثعلب.
فلاح ينقل أوزة.
عودة الفلاحين
فلاح يحمل ثعلب.
يمكن للاعب إزالة مباراة واحدة (في هذه الحالة سيكون هناك 4 منهم) أو 2 في وقت واحد (في هذه الحالة سيكون هناك 3 منهم).
إذا كان اللاعب أناغادر 4 مباريات ، لاعب IIيمكنه ترك 3 أو 2 مباريات بمفرده. إذا بقيت 3 مباريات بعد نقلة اللاعب الأول ، فيمكن للاعب الثاني الفوز بأخذ مباراتين وترك واحدة.
إذا بعد اللاعب IIغادر 3 أو 2 مباريات ، ثم اللاعب أنافي كل من هذه المواقف لديه فرصة للفوز.
وبالتالي ، مع إستراتيجية اللعبة الصحيحة ، سيفوز اللاعب الأول دائمًا. للقيام بذلك ، مع حركته الأولى ، يجب أن يأخذ مباراة واحدة.
في التين. 2.8 يقدم رسم بياني يسمى شجرة اللعبةيعكس كل شيء الخيارات الممكنة، بما في ذلك التحركات الخاطئة (الخاسرة) للاعبين.
أسئلة الاختبار.
ما هي نماذج المعلومات التي تعتبر رسومية؟
أعط أمثلة لنماذج المعلومات الرسومية التي تتعامل معها:
ما هو الرسم البياني؟ ما هي رؤوس وضلع الرسم البياني؟ استخدم مثال الرسم البياني الخاص بك.
أي رسم بياني يسمى موجه؟موزون؟
ما تسمى الرسوم البيانية متماثل؟
ما هي درجة الرأس؟ حدد درجات الرؤوس في الرسم البياني الخاص بك.
صياغةنظرية تساوي عدد الرؤوس الفردية.
أي رسم بياني يسمى متصل؟ ارسم رسمًا بيانيًا مكونًا من عنصرين متصلين.
أي رأس يسمى معزول؟ معلق؟ أشر بمثالك الخاص - الرسم البياني.
ما هو الطريق؟ سلسلة؟ دورة؟أعط أمثلة على السلاسل والحلقات في الرسم البياني الخاص بك.
ما هي الشجرة؟ ما هي الأنظمة التي يمكن أن تكون الأشجار بمثابة نماذج؟ أعط مثالا على مثل هذا النظام.
أنشئ شبكة دلالية مبنية على الحكاية الشعبية الروسية "كولوبوك".
| §1.3 نماذج المعلومات الرسومية
الدرس 4
§1.3 نماذج المعلومات الرسومية
الكلمات الدالة:
مخطط
خريطة
رسم
جدول
رسم بياني
رسم بياني
شبكة
خشب
1.3.1. مجموعة متنوعة من نماذج المعلومات الرسومية
في نماذج المعلومات الرسومية للعرض المرئي للكائنات ، تُستخدم الصور الرسومية الشرطية (العناصر التصويرية) ، وغالبًا ما تُستكمل بالأرقام والرموز والنصوص (عناصر الإشارة). تشمل أمثلة النماذج الرسومية جميع أنواع المخططات والخرائط والرسومات والرسوم البيانية والمخططات.
الرسم التخطيطي هو تمثيل كائن بشكل عام ، السمات الرئيسية باستخدام الرموز التقليدية... بمساعدة المخططات ، يمكن تمثيل كل من مظهر الكائن وهيكله. لا يتظاهر المخطط كنموذج معلومات بأنه يوفر معلومات كاملة عن الكائن. بمساعدة التقنيات الخاصة والتسميات الرسومية ، يتم تمييز واحدة أو أكثر من سمات الكائن المعني بشكل أكثر بروزًا. يتم عرض أمثلة على الدوائر في الشكل. 1.5
الشكل: 1.5 أمثلة على الدوائر المستخدمة في الفيزياء وعلم الأحياء ودروس التاريخ
يتم إعطاء صورة عامة مختصرة لسطح الأرض على مستوى في نظام واحد أو آخر من الرموز بواسطة خريطة جغرافية.
الرسم - صورة بيانية شرطية لكائن مع نسبة دقيقة لأبعاده ، يتم الحصول عليها بطريقة الإسقاط. يحتوي الرسم على صور وأرقام أبعاد ونص. تعطي الصور فكرة عن الشكل الهندسي لشيء ما ، والأرقام - حول حجم الشيء وأجزائه ، والنقوش - حول الاسم ، والمقياس الذي صنعت به الصور.
الرسم البياني هو تمثيل رسومي يعطي تمثيلًا مرئيًا لطبيعة اعتماد كمية واحدة (على سبيل المثال ، مسار) على أخرى (على سبيل المثال ، الوقت). يسمح لك الرسم البياني بتتبع ديناميكيات تغييرات البيانات.
الرسم البياني هو تمثيل رسومي يعطي تمثيلًا مرئيًا لنسبة أي كميات أو عدة قيم لكمية واحدة ، للتغير في قيمها. ستتم مناقشة أنواع المخططات وكيفية إنشائها بمزيد من التفصيل عند دراسة جداول البيانات.
1.3.2. الرسوم البيانية
إذا قمنا بتمثيل بعض الكائنات كرؤوس ، والصلات بينها كخطوط ، فسنحصل على نموذج معلومات في شكل رسم بياني. يمكن تمثيل رؤوس الرسم البياني بالدوائر ، والأشكال البيضاوية ، والنقاط ، والمستطيلات ، إلخ. يسمى الخط غير الموجه (بدون سهم) الذي يربط بين رؤوس الرسم البياني بالحافة. يسمى الخط الموجه (مع السهم) القوس ؛ في هذه الحالة ، يُطلق على الرأس الذي ينشأ منه القوس اسم أولي ، ويطلق على الرأس الذي يدخل فيه القوس اسم نهائي.
يسمى الرسم البياني غير موجهإذا كانت رؤوسه متصلة بالحواف (الشكل 1.6 ، أ). رؤوس الرسم البياني الموجه متصلة بأقواس (الشكل 1.6 ، ب). المسار عبارة عن سلسلة من الحواف (الأقواس) التي يمكنك من خلالها الانتقال من رأس إلى آخر.
يسمى الرسم البياني مرجحإذا كانت رؤوسه أو حوافه تتميز ببعض المعلومات الإضافية - أوزان الرؤوس أو الأضلاع. في التين. 1.6 ، باستخدام رسم بياني مرجح غير موجه يصور الطرق بين خمس مستوطنات A ، B ، C ، D ، E ؛ أوزان الحافة - طول الطرق بالكيلومترات.
يُطلق على المسار الذي يمتد على رؤوس وحواف الرسم البياني ، والذي تحدث فيه أي حافة للرسم البياني مرة واحدة على الأكثر ، سلسلة. تسمى السلسلة التي تتطابق رؤوس بدايتها ونهايتها بالدورة.
الشكل: 1.6 الرسوم البيانية
يسمى الرسم البياني ذو الدورة بالشبكة... إذا تم تمثيل أبطال العمل الأدبي برؤوس الرسم البياني ، وتم تمثيل الروابط الموجودة بينهم بالحواف ، فسنحصل على رسم بياني يسمى الشبكة الدلالية.
الرسوم البيانية مثل نماذج المعلومات تجد تطبيقًا واسعًا في العديد من مجالات حياتنا. على سبيل المثال ، من الممكن تمثيل المنازل والهياكل والأرباع الموجودة أو المصممة حديثًا على شكل قمم ، والطرق والشبكات الهندسية وخطوط الطاقة وما إلى ذلك ، وربطها ، كحواف الرسم البياني. باستخدام مثل هذه الرسوم البيانية ، يمكنك تخطيط طرق النقل المثلى ، وأقصر الطرق الالتفافية ، وموقع منافذ البيع بالتجزئة والأشياء الأخرى.
الشجرة عبارة عن رسم بياني بدون دورات، أي أنه من المستحيل المرور من بعض الرؤوس على طول عدة حواف مختلفة والعودة إلى نفس الرأس. السمة المميزة للشجرة هي أنه لا يوجد سوى مسار واحد بين أي اثنين من رؤوسها.
يمكن تمثيل أي نظام هرمي باستخدام شجرة... للشجرة رأس رئيسي واحد يسمى جذرها. كل عقدة من الشجرة (باستثناء الجذر) لها سلف واحد فقط ، والكائن المعين من قبل السلف مدرج في فئة المستوى الأعلى 1 *. يمكن لأي عقدة في الشجرة أن تفرخ العديد من الأطفال - العقد المقابلة لفئات المستوى الأدنى. يسمى مبدأ الاتصال هذا "واحد بأطراف". تسمى القمم بدون رؤوس متناثرة أوراق.
من الملائم تصوير الروابط الأسرية بين أفراد الأسرة باستخدام الرسم البيانيتسمى شجرة العائلة أو شجرة العائلة.
مورد "نسب حية" (145555) - أداة لتشكيل وتحليل أشجار العائلة ، تحتوي على أمثلة من النسب. بمساعدتها ، يمكنك دراسة أشجار الأنساب للعديد من العائلات الشهيرة وبناء شجرة الأنساب لعائلتك (http://sc.edu.ru/).
فئة - مجموعة من الأشياء التي لها خصائص مشتركة.
1.3.3. استخدام الرسوم البيانية لحل المسائل
تعتبر الرسوم البيانية ملائمة للاستخدام عند حل بعض فئات المشاكل.
مثال 1... يوضح الشكل 1.7 مخططًا للطرق التي تربط منافذ البيع بالتجزئة A و B و C و D و E. على كل طريق ، يمكنك فقط التحرك في الاتجاه المشار إليه بالسهم. كم عدد المسارات المختلفة الموجودة من النقطة أ إلى النقطة هـ؟
الشكل: 1.7 توجيه خريطة طريق الرسم البياني
من الممكن الوصول إلى الرأس E فقط من الرأسين C و D. إذا عرفنا عدد المسارات من الرأس A إلى الرأس C ومن الرأس A إلى الرأس D ، عندئذٍ ، عند إضافتها ، نحصل على العدد المطلوب من المسارات من A إلى E. للانتقال من الرأس A إلى الرأس E ، نكمل ببساطة جميع المسارات من الرأس A إلى الرأس C بالقوس CE ، ونضيف القوس DE إلى المسارات من الرأس A إلى الرأس D. هذا لن يغير عدد المسارات. لذا ، فإن عدد المسارات من الرأس A إلى الرأس E يساوي مجموع المسارات من A إلى C ومن A إلى P.
يمكننا القول أن مهمتنا انقسمت إلى قسمين آخرين مهام بسيطة... لنحل كل منهما على حدة.
يمكنك الوصول إلى الرأس C مباشرةً من الرأس A ومن الرأس B. في المقابل ، يوجد مسار واحد فقط من الرأس A إلى الرأس B. وبالتالي ، يمكنك الانتقال من الرأس A إلى الرأس C بطريقتين: 1 (مباشرة من A) + 1 (من خلال ب) \u003d 2.
حاول إثبات أن هناك مسارًا واحدًا فقط من أ إلى ب.
أما بالنسبة للرأس D ، فهو الرأس الأخير لثلاثة أقواس: BD و AD و CD. لذلك ، يمكن الوصول إليه من الرؤوس A و B و C:
إذن ، هناك أربعة مسارات من الرأس A إلى الرأس D.
الآن دعنا نحسب المسارات من A إلى E:
2 (عبر C) + 4 (خلال D) \u003d 6.
سيكون حل المشكلة أسهل بكثير إذا انتقلت من الرأس A (بداية الطريق) إلى الرأس E وقمت بوضع أوزان الرؤوس - عدد المسارات من A إلى الرأس الحالي (الشكل 1.8). في هذه الحالة ، يمكن اعتبار وزن الرأس A على أنه 1. في الواقع ، هناك طريقة واحدة فقط للانتقال من A إلى A - للبقاء في مكانها.
الشكل: 1.8 خريطة طريق ممثلة برسم بياني موجه مرجح
مثال 2. من أجل تدوين جميع الأرقام المكونة من ثلاثة أرقام المكونة من الأرقام 1 و 2 ، يمكنك استخدام الرسم البياني (الشجرة) في الشكل. 1.9
لست مضطرًا لبناء شجرة إذا لم تكن بحاجة إلى كتابة كل الخيارات الممكنة ، لكنك تحتاج فقط إلى الإشارة إلى عددها. في هذه الحالة ، تحتاج إلى سبب مثل هذا: في فئة المئات يمكن أن يكون هناك أي من الأرقام 1 و 2 ، في فئة العشرات - نفس الخيارين ، في فئة الآحاد - نفس الخيارين. لذلك ، فإن عدد الخيارات المختلفة: 2 2 2 \u003d 8.
الشكل: 1.9 شجرة لحل مشكلة كتابة الأعداد المكونة من ثلاثة أرقام
في الحالة العامة ، إذا كان عدد الخيارات الممكنة معروفًا في كل خطوة من خطوات بناء الرسم البياني ، فيجب مضاعفة كل هذه الأرقام لحساب العدد الإجمالي للخيارات. (تذكر قاعدة الضرب من التوافقية!)
مثال 3... فكر في مشكلة عبور كلاسيكية معدلة قليلاً.
على ضفة النهر يوجد فلاح (C) مع قارب ، وبجواره كلب (C) وثعلب (L) وإوزة (G). يجب على الفلاح عبور نفسه ونقل الكلب والثعلب والأوزة إلى الجانب الآخر. ومع ذلك ، بالإضافة إلى الفلاح ، يتم وضع كلب فقط ، أو ثعلب فقط ، أو إوزة فقط في القارب. من المستحيل ترك كلب به ثعلب أو ثعلب مع أوزة دون رعاية فلاح - فالكلب يشكل خطراً على الثعلب والثعلب على الإوزة. كيف ينظم الفلاح المعبر؟
لحل هذه المشكلة ، سنقوم بتكوين رسم بياني ، تكون رؤوسه هي الموضع الأولي والنهائي للأحرف على ضفاف النهر ، بالإضافة إلى جميع أنواع الحالات الوسيطة التي تم الوصول إليها من سابقاتها في خطوة عبور واحدة. سيتم الإشارة إلى كل حالة رأس من المعبر بواسطة شكل بيضاوي ومتصل بالحواف مع الحالات التي تشكلت منه (الشكل 1.10).
يتم تمييز الحالات غير المقبولة من خلال حالة المهمة بخط متقطع ؛ يتم استبعادهم من مزيد من النظر. تم وضع علامة على الحالات الأولية والنهائية للمعبر بخط عريض.
يوضح الرسم البياني أن هناك حلين لهذه المشكلة. فيما يلي مخطط عبور يقابل أحدهما:
1) يحمل الفلاح ثعلبًا ؛
2) عودة الفلاحين.
3) يحمل الفلاح كلبًا ؛
4) عودة الفلاح مع الثعلب.
5) يحمل الفلاح أوزة ؛
6) عودة الفلاحين.
7) يحمل الفلاح ثعلبًا.
مثال 4. تأمل اللعبة التالية: أولاً ، هناك 5 مباريات في كومة ؛ يقوم لاعبان بإزالة المباريات بالتبادل ، وفي خطوة واحدة يمكنك إزالة مباراة أو اثنتين ؛ الفائز هو الذي يترك مباراة واحدة في الكومة. لنكتشف من سيفوز إذا كانت اللعبة صحيحة - اللاعب الأول (الأول) أو الثاني (الثاني).
يمكن للاعب إزالة مباراة واحدة (في هذه الحالة سيكون هناك 4 منهم) أو 2 في وقت واحد (في هذه الحالة سيكون هناك 3 منهم).
إذا غادر اللاعب 4 مباريات ، فيمكن للاعب II ترك 3 أو 2 مباريات بمفرده. إذا ، بعد الخطوة الأولى ، اللعبة-. إذا بقيت 3 مباريات ، يمكن للاعب الثاني الفوز بأخذ مباراتين والاحتفاظ بمباراة واحدة.
إذا كانت هناك 3 أو 2 مباريات بعد اللاعب II ، فإن لدى اللاعب فرصة للفوز في كل من هذه المواقف.
وبالتالي ، مع إستراتيجية اللعبة الصحيحة ، سيفوز اللاعب الأول دائمًا. للقيام بذلك ، مع حركته الأولى ، يجب أن يأخذ مباراة واحدة.
في التين. 1.11 يقدم رسمًا بيانيًا يسمى شجرة اللعبة ؛ يعكس جميع الخيارات الممكنة ، بما في ذلك التحركات الخاطئة (الخاسرة) للاعبين.
الشكل: 1.11. شجرة اللعبة
أهم شيء
في نماذج المعلومات الرسومية للعرض المرئي للكائنات ، تُستخدم الصور الرسومية الشرطية (العناصر التصويرية) ، وغالبًا ما تُستكمل بالأرقام والرموز والنصوص (عناصر الإشارة). من أمثلة النماذج الرسومية جميع أنواع المخططات والخرائط والرسومات والرسوم البيانية والمخططات والرسوم البيانية.
يتكون الرسم البياني من رؤوس متصلة بخطوط - حواف أو أقواس... الرسم البياني يسمى متوازنإذا كانت رؤوسها أو حوافها (الأقواس) تتميز ببعض المعلومات الإضافية - أوزان الرؤوس (الحواف ، الأقواس).
يسمى الرسم البياني للنظام الهرمي شجرة... السمة المميزة للشجرة هي أنه لا يوجد سوى مسار واحد بين أي اثنين من رؤوسها.
أسئلة ومهام
1. اقرأ مواد العرض التقديمي للفقرة الواردة في المرفق الإلكتروني للكتاب المدرسي. ماذا يمكنك أن تقول عن أشكال عرض المعلومات في العرض وفي الكتاب المدرسي؟ ما الشرائح التي يمكنك إضافتها إلى العرض التقديمي الخاص بك؟
2. ما هي نماذج المعلومات التي تعتبر رسومية؟
3. أعط أمثلة لنماذج المعلومات الرسومية التي تتعامل معها:
أ) عند دراسة مواد أخرى ؛
ب) في الحياة اليومية.
4. ما هو الرسم البياني؟ ما هي رؤوس وأضلاع الرسم البياني في الشكل. 1.6 بوصة؟ أعط أمثلة على السلاسل والدورات في هذا الرسم البياني. حدد النقطتين الأبعد عن بعضهما البعض (تعتبر النقطتان الأبعد إذا كان طول أقصر مسار بينهما أكبر من أقصر مسار بين أي نقطتين أخريين). حدد طول أقصر طريق بين هذه النقاط.
5. أعط مثالاً على نظام يمكن تمثيل نموذجه في شكل رسم بياني. ارسم الرسم البياني المقابل.
6. الطريق الترابية يمر عبر التسلسل المستوطنات أ ، ب ، ج ، د. في هذه الحالة ، يبلغ طول الطريق الترابية بين A و B 40 كم ، وبين B و C - 25 كم ، وبين C و D - 10 كم. لا يوجد طريق بين A و D. تم بناء طريق اسفلتي جديد بطول 30 كم بين A و C. قدّر أقل وقت ممكن للسفر لراكب دراجة من النقطة أ إلى النقطة ب ، إذا كانت سرعته على طريق ترابي 20 كم / ساعة ، على طريق سريع - 30 كم / ساعة.
7. يوضح الشكل رسمًا تخطيطيًا للطرق التي تربط منافذ البيع بالتجزئة A و B و C و D و D و B و K. في كل طريق ، يمكنك فقط التحرك في الاتجاه الذي يشير إليه السهم. كم عدد المسارات المختلفة الموجودة من النقطة أ إلى النقطة ك؟
8. العمل في مجموعة ، وإنشاء شبكة دلالية مبنية على إحدى الحكايات الشعبية الروسية: "كولوبوك" ، "دجاج ريابا" ، "لفت".
9. ما هي الشجرة؟ ما هي الأنظمة التي يمكن أن تكون الأشجار بمثابة نماذج؟ أعط مثالا على مثل هذا النظام.
10. كم عددًا مكونًا من ثلاثة أرقام يمكن كتابته باستخدام الأرقام 2 و 4 و 6 و 8 ، بشرط ألا يحتوي الرقم على أرقام متطابقة؟
11. كم عدد الأعداد المكونة من ثلاثة أرقام ، وكلها مختلفة؟
12. لتكوين السلاسل ، يتم استخدام الخرز ، مع وضع علامة بالأحرف A ، B ، C ، D ، E. في المقام الأول في السلسلة هي إحدى الخرزات A ، C ، E. في الثانية - أي حرف متحرك ، إذا كان الحرف الأول حرف متحرك ، وأي حرف ساكن ، إذا كان أول ساكن. في المرتبة الثالثة تأتي إحدى الخرزات C ، D ، E ، وهي ليست في المقام الأول في السلسلة. كم عدد السلاسل التي يمكنك إنشاؤها باستخدام هذه القاعدة؟
13. يلعب لاعبان اللعبة التالية. أمامهم كومة من 6 حجارة. يأخذ اللاعبون الحجارة بدورهم. في خطوة واحدة ، يمكنك أن تأخذ 1 أو 2 أو 3 حجارة. الشخص الذي يأخذ الحجر الأخير يخسر. عندما يلعب كلا اللاعبين بشكل لا تشوبه شائبة ، من سيفوز - اللاعب الذي يقوم بالخطوة الأولى أم اللاعب الذي يقوم بالنقل الثاني؟ ماذا يجب أن تكون الخطوة الأولى للاعب الفائز؟ برر الجواب.
نموذج المعلومات- نموذج الكائن ، المقدم في شكل معلومات تصف معلمات ومتغيرات الكائن ، والتي تعتبر ضرورية لهذا الاعتبار ، والصلات بينها ، ومدخلات ومخرجات الكائن ، والتي تسمح ، من خلال تقديم معلومات حول التغييرات في قيم الإدخال إلى النموذج ، بمحاكاة الحالات المحتملة للكائن.
لا يمكن لمس نماذج المعلومات أو رؤيتها ، فهي لا تحتوي على تجسيد مادي ، لأنها مبنية فقط على المعلومات. نموذج المعلومات - مجموعة من المعلومات التي تميز الخصائص والحالات الأساسية لكائن ، وعملية ، وظاهرة ، وكذلك العلاقة مع العالم الخارجي.
نموذج المعلومات هو نموذج رسمي لمجموعة محدودة من الحقائق أو المفاهيم أو التعليمات المصممة لتلبية متطلبات محددة.
لبناء نموذج معلومات ، من الضروري المرور بعدد من المراحل ، معروضة في الرسم التخطيطي 3. تسمى العملية المنفذة من "موضوع الإدراك" و "البناء الرسمي" "إضفاء الطابع الرسمي" ، وغالبًا ما تستخدم العملية العكسية - "التفسير" - في الإدراك والتعلم ...
تستند نمذجة المعلومات على ثلاثة افتراضات:
كل شيء مكون من عناصر.
العناصر لها خصائص ؛
العناصر مترابطة من خلال العلاقات.
يمكن تمثيل الكائن الذي تنطبق عليه هذه المسلمات بنموذج المعلومات.
مراحل بناء نموذج المعلومات.
F كائن المعرفة I
O الموضوعات المعرفية ح
ف المفهوم الشخصي ت
م الفكر المتشكل هـ
كلمة "حية" ص
L كلمة مسجلة P
والنص العلمي ص
3 منشآت رسمية ه
تصنيفات نماذج المعلومات:
-بواسطة الوصف:
بمساعدة اللغات الرسمية (لغة الرياضيات ، والجداول ، ولغات البرمجة ، وتوسيع اللغة الطبيعية للإنسان ، وما إلى ذلك) ؛
الرسوم البيانية (المخططات الانسيابية ، الرسوم البيانية ، الرسوم البيانية ، إلخ).
- لغرض الخلق:
التصنيف (شجرة ، شجرة العائلة ، شجرة دليل في الكمبيوتر) ؛
ديناميكي (كقاعدة عامة ، فهي تستند إلى حل المعادلات التفاضلية وتستخدم لحل مشاكل التحكم والتنبؤ).
- حسب طبيعة الكائن المنمذج:
حتمية (محددة) ، تُعرف القوانين من أجلها ، والتي بموجبها يتغير الكائن أو يتطور ؛
احتمالية (معالجة عدم اليقين الإحصائي وبعض أنواع المعلومات الغامضة).
الأصل التاريخي والأهمية المنهجية لمفاهيم النموذج والقياس.
تأتي كلمة "نموذج" من الكلمة اللاتينية "مقياس" ، والتي تعني "قياس" ، "عينة". ارتبط معناها الأصلي بفن البناء ، وفي جميع اللغات الأوروبية تقريبًا ، تم استخدامه للإشارة إلى صورة أو نموذج أولي ، أو شيء ، مشابه إلى حد ما لشيء آخر.
بدأ استخدام النمذجة في البحث العلمي في العصور القديمة واستولت تدريجياً على مجالات جديدة من المعرفة العلمية: التصميم الفني ، والبناء والهندسة المعمارية ، وعلم الفلك ، والفيزياء ، والكيمياء ، وعلم الأحياء ، وأخيراً العلوم الاجتماعية. حقق القرن العشرون نجاحًا كبيرًا واعترافًا بأسلوب النمذجة في جميع فروع العلم الحديث تقريبًا. ومع ذلك ، فقد تم تطوير منهجية النمذجة منذ فترة طويلة بواسطة علوم منفصلة بشكل مستقل عن بعضها البعض. لم يكن هناك نظام موحد للمفاهيم ، ومصطلحات موحدة. بدأ تدريجياً في إدراك دور النمذجة كطريقة عالمية للمعرفة العلمية.
يستخدم مصطلح "نموذج" على نطاق واسع في مختلف مجالات النشاط البشري وله معاني عديدة. في هذا القسم ، سننظر فقط في النماذج التي تعد أدوات لاكتساب المعرفة.
وهكذا ، نموذج- تمثيل مبسط لشيء حقيقي أو عملية أو ظاهرة. النموذج هو كائن مادي أو كائن متخيل عقليًا يستبدل ، في عملية البحث ، الكائن الأصلي بحيث تعطي دراسته المباشرة معرفة جديدة حول الكائن الأصلي.
تحت النمذجةفهم عملية بناء النماذج ودراستها وتطبيقها. ترتبط ارتباطًا وثيقًا بفئات مثل التجريد ، والقياس ، والفرضية ، وما إلى ذلك. تتضمن عملية النمذجة بالضرورة بناء التجريدات ، والاستدلالات عن طريق القياس ، وبناء الفرضيات العلمية. النمذجة- بناء نماذج للبحث ودراسة الأشياء والعمليات والظواهر.
يجب أن تعكس نماذج الكائن شيئًا موجودًا بالفعل. لذلك ، غالبًا ما تُفهم نماذج الأشياء على أنها تعميم تجريدي لأشياء من الحياة الواقعية. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون نماذج الأشياء نسخًا من الهياكل المعمارية ، والنظام الشمسي ، وهيكل السلطة البرلمانية في الدولة ، إلخ. يمكن للنموذج أن يصف ظواهر الطبيعة الحية وغير الحية ، وليس ظاهرة واحدة فقط ، بل فئة كاملة من الظواهر ذات الخصائص المشتركة. تعكس نماذج الأشياء أو الظواهر خصائص الأصل - خصائصه ومعلماته.
يمكنك أيضًا إنشاء نماذج عملية ، أي لمحاكاة الإجراءات على الأشياء المادية: بالطبع ، التغيير المتتالي للحالات ، مراحل تطوير كائن واحد أو نظامهم. أمثلة على ذلك معروفة جيدًا: هذه نماذج للعمليات الاقتصادية أو البيئية ، وتطور الكون أو المجتمع ، إلخ.
الإطار المنهجي للنمذجة.
تستند نظرية النمذجة على نهج النظم. نهج الأنظمة هو أن الباحث يحاول دراسة سلوك النظام ككل ، وعدم تركيز انتباهه على أجزائه الفردية. يعتمد هذا النهج على الاعتراف بأنه حتى لو كان لكل عنصر أو نظام فرعي تصميم أو خصائص وظيفية مثالية ، فإن السلوك الناتج للنظام ككل قد يكون دون المستوى الأمثل فقط بسبب التفاعل بين أجزائه الفردية.
أدى التعقيد المتزايد للأنظمة التنظيمية والحاجة إلى التغلب على هذا التعقيد إلى حقيقة أن نهج الأنظمة أصبح طريقة بحث ضرورية بشكل متزايد.
يمكن تمثيل مجموعة معينة من عناصر النظام قيد الدراسة كنظام فرعي لها. يُعتقد أن بعض أجزاء النظام التي تعمل بشكل مستقل يشار إليها بالنظم الفرعية. لذلك ، لتبسيط إجراء البحث ، من الضروري في البداية تحديد الأنظمة الفرعية لنظام معقد بشكل صحيح ، أي لتحديد هيكله. هيكل النظام هو مجموعة من العلاقات المتبادلة بين مكوناته (النظم الفرعية) ، مستقرة في الوقت المناسب. وباستخدام نهج منظم ، فإن الخطوة المهمة هي تحديد هيكل النظام الموصوف المدروس.
النظام كامل مكون من أجزاء. النظام عبارة عن مجموعة من العناصر التي تكون في علاقات واتصالات مع بعضها البعض وتشكل تكاملًا ووحدة معينة.
طراز الكمبيوتر.
طراز الكمبيوتر- نموذج يتم تنفيذه بواسطة بيئة برمجية.
عند التعامل مع الكمبيوتر كأداة ، عليك أن تتذكر أنه يعمل مع المعلومات. لذلك ، يجب على المرء أن ينطلق من أي معلومات وبأي شكل يمكن للكمبيوتر إدراكه ومعالجته. الكمبيوتر الحديث قادر على العمل مع الصوت والفيديو والرسوم المتحركة والنص والمخططات والجداول وما إلى ذلك. ولكن لاستخدام كل المعلومات المتنوعة ، يلزم وجود أجهزة وبرامج. كلاهما من أدوات نمذجة الكمبيوتر. يوجد الآن مجموعة واسعة من البرامج التي تسمح لك بإنشاء أنواع مختلفة من النماذج الرمزية للكمبيوتر: معالجات الكلمات ، ومحررات المعادلات ، وجداول البيانات ، وأنظمة إدارة قواعد البيانات ، وأنظمة التصميم الاحترافية ، فضلاً عن بيئات البرمجة المختلفة.
توفر أجهزة الكمبيوتر الحديثة فرصًا كبيرة لنمذجة الظواهر والعمليات المختلفة. في العملية التعليمية ، يجب ألا يحل الكمبيوتر محل السبورة أو الملصق أو جهاز عرض الأفلام والشرائح أو تجربة طبيعية. يُنصح بهذا الاستبدال فقط عندما يعطي استخدام الكمبيوتر تأثيرًا إضافيًا مهمًا بالمقارنة مع استخدام الوسائل التعليمية الأخرى.
النمذجة الحاسوبية (CM) هي طريقة واعدة لتعزيز العملية التعليمية. إنها تكتسب أهمية متزايدة في المعرفة العلمية الحديثة ، بالإضافة إلى أنها أصبحت الآن أداة تعليمية شائعة. دعونا نفكر في هذا الاتجاه بمزيد من التفصيل.
موضوع CM هو دراسة العمليات والظواهر باستخدام الكمبيوتر ، والذي يعمل في نفس الوقت كإعداد تجريبي. عند استخدام CM لحل المشكلات ، يتم تمييز مراحل بيان المشكلة ، وتطوير النموذج ، والتجربة الحاسوبية (الحاسوبية) ، وتحليل نتائج المحاكاة. إذا لم تحقق نتائج المحاكاة الهدف ، يصبح من الضروري العودة إلى المراحل السابقة.
النماذج الرياضية.
تسمح النمذجة الرياضية باستخدام الرموز والتبعيات الرياضية لتكوين وصف للعملية الجارية.
نموذج رياضيعبارة عن مجموعة من الأشياء الرياضية والعلاقات فيما بينها ، والتي تعكس بشكل مناسب خصائص وسلوك الكائن قيد الدراسة. يعتبر النموذج مناسبًا إذا كان يعكس الخصائص قيد الدراسة بدقة مقبولة. تقدر الدقة بدرجة تطابق قيم معلمات المخرجات المتوقعة أثناء التجربة الحسابية على النموذج مع قيمها الحقيقية.
يشتمل النموذج الرياضي على فئة الكائنات الرياضية غير المعرفة (مجردة ، رمزية) مثل الأرقام أو المتجهات ، والعلاقة بين هذه الكائنات.
العلاقة الرياضية هي قاعدة افتراضية تربط بين كائنين رمزيين أو أكثر. يمكن وصف العديد من العلاقات باستخدام العمليات الحسابية التي تربط كائنًا واحدًا أو أكثر بكائن آخر أو مجموعة كائنات أخرى (نتيجة عملية).
سيعيد النموذج الرياضي إنتاج جوانب مختارة بشكل مناسب للموقف المادي إذا كان من الممكن إنشاء قاعدة مراسلة تربط بين أشياء مادية معينة وعلاقات بأشياء وعلاقات رياضية محددة. يمكن أن يكون بناء النماذج الرياضية التي لا يوجد لها نظائر في العالم المادي مفيدًا و / أو مثيرًا للاهتمام. النماذج الرياضية الأكثر شيوعًا هي أنظمة الأعداد الصحيحة والأرقام الحقيقية والهندسة الإقليدية. الخصائص المحددة لهذه النماذج هي بشكل أو بآخر تجريدات مباشرة للعمليات الفيزيائية (العد ، الترتيب ، المقارنة ، القياس).
غالبًا ما ترتبط كائنات وعمليات النماذج الرياضية الأكثر عمومية بمجموعات من الأرقام الحقيقية التي يمكن ربطها بنتائج القياسات الفيزيائية.
الكائنات الرياضية هي الأرقام والمتغيرات والمجموعات والمتجهات والمصفوفات وما إلى ذلك.
تصنيف النماذج الرياضية بناءً على خصائص الجهاز الرياضي المطبق.
ما هي أمثلة نماذج المعلومات التي يمكنك تقديمها للمؤسسات التعليمية؟ كيف يمكن للمعلمين استخدامها في عملهم؟ دعونا نحاول معًا العثور على إجابات للأسئلة المطروحة.
ما هو النموذج
ما هي نماذج المعلومات الموقعة؟ يتم استخدام أمثلة منهم في عملهم من قبل جميع المعلمين الذين يتحدثون الحديث تكنولوجيا المعلومات... في نظرة عامة النموذج هو طرق مختلفة تمثيلات للواقع الذي تم تحليله.
أصناف
يمكن الاستشهاد بأمثلة لنماذج المعلومات للمواد والنوع المثالي.
تستند الخيارات الطبيعية إلى مثال موضوعي ، فهي موجودة بشكل مستقل عن الشخص ، عن وعيه. حاليًا ، يتم تقسيمها إلى نسخ مادية وتناظرية ، والتي تستند إلى الظواهر المرتبطة بالموضوع المدروس.
ترتبط النماذج المثالية بتفكير الشخص وإدراكه وخياله. من بينها ، يمكننا ملاحظة الخيارات البديهية ، والتي لا تناسب أي خيار تصنيف.
عند إعطاء أمثلة لنموذج المعلومات التصويرية ، يمكن ذكر أحد هذه النماذج. دعونا نلقي نظرة فاحصة على تصنيفها.
نماذج النص المثالية
يتم استخدام النماذج اللفظية من قبل معلمي الدورة الإنسانية. أنها تساعد في وصف جمل متسلسلة منطقة معينة ، ظاهرة ، كائن ، حدث. كيف سيبدو نموذج معلومات الدرس هذا؟ لنأخذ مثالاً من دورة في الأدب. أثناء دراسة رواية L.N.Tolstoy "الحرب والسلام" ، يصف المعلم صورة ناتاشا روستوفا. للقيام بذلك ، يستخدم نموذج النص. يستمع الرجال إلى المعلم ، ويخلقون على أساس تصوره لصورة هذه البطلة ، صورتهم الخاصة لبطلة تولستوي.
إذا سأل مدرس التاريخ تلاميذه: "أعط أمثلة لنموذج المعلومات التصويرية للأحداث التي وقعت أثناء معركة كوليكوفو ، بناءً على الأجزاء التي شاهدوها" ، يقوم الأطفال بإنشاء صورتهم الخاصة لتلك المعركة. ينقلونها في شكل جمل مرتبطة في قصة.
يمكنك إعطاء أمثلة لنماذج المعلومات من النوع اللفظي ومن دورة الفيزياء. عند دراسة موضوع "ضغط المواد الصلبة" في الصف السابع ، تخبر المعلمة الأطفال عن مدى صعوبة التحرك على الثلج السائب بدون زلاجات. ثم يتم دعوة الطلاب لشرح سبب هذه الظاهرة ، لتحديد المعلمات التي تعتمد عليها الكمية المادية المدروسة. الصورة التي تظهر في أذهان الأطفال بعد قصة المعلم تساعدهم في الإجابة على السؤال.
تتضمن أمثلة هذا النموذج كتابًا دراسيًا وقواعد المرور.
النماذج الرياضية
يعتبرون فئة واسعة من النماذج الشهيرة. تعتمد النماذج الرياضية على استخدام النسب والمقارنات والطرق الأخرى المستخدمة في هذا العلم. عند إعطاء أمثلة لنماذج المعلومات المبنية على الأساليب الرياضية ، يمكن للمرء أن يذكر حل المعادلات التربيعية ، ووضع النسب. ترتبط جميع أقسام الهندسة التي تتضمن اشتقاق وإثبات النظريات أيضًا ببناء نموذج رياضي. لا يمكن لموضوع مدرسي مثل الاقتصاد الاستغناء عنها.
نماذج المعلومات
يعتبرون فئة من النماذج الأيقونية التي تصف أي عمليات المعلومات: المظهر ، الإرسال ، التغيير ، تطبيق المعلومات في أنظمة مختلفة. يمكن العثور على أمثلة لنماذج المعلومات الجدولية في المدرسة في دورة الجغرافيا للصف العاشر. عند دراسة الجغرافيا الاقتصادية ، يساعد النموذج الجدولي على رؤية الخصائص الرئيسية للبلد بصريًا ، واستخدام المواد لكتابة قصة كاملة.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن العثور على أمثلة لنماذج المعلومات المجدولة في أي دورة مدرسية. في الكيمياء ، هذا هو جدول ذوبان المركبات ، وكذلك الجدول الدوري لمندليف. في الفيزياء بدون جداول ، يصعب على المعلم شرح المصطلحات الأساسية التي تمت دراستها في موضوع "الكهرباء". في التاريخ ، بمساعدتهم ، يتم تنظيم المعرفة ، ويدخل الرجال تواريخ تاريخية مهمة في عمود واحد ، وفي العمود الآخر يصفون الأحداث التي تتوافق معهم.
علاقة النموذج
هناك خط شرطي بين النماذج المعلوماتية والرياضية واللفظية. تم العثور على جميع الأمثلة الثلاثة لنماذج المعلومات في تخصصات المدرسة. لذلك ، بالنسبة للرياضيات والفيزياء وعلوم الكمبيوتر ، فإن الخيارات الرياضية والمعلوماتية الأكثر شيوعًا. لكن بدون نموذج لفظي ، لن يتمكن الرجال من شرح الظواهر والخوارزميات والمعادلات وعدم المساواة.
ميزات النمذجة
قبل النظر في أمثلة نماذج المعلومات الرسومية ، دعنا نتعرف على ميزات النمذجة. النموذج هو كائن تم إنشاؤه بشكل مصطنع. هذا ضروري لتبسيط فكرة الشيء الحقيقي أو الظاهرة. يعكس النموذج بشكل كامل جميع ميزات العملية الأصلية نفسها. إذا تم تكليف المهمة: "أعط مثالاً لنموذج المعلومات" ، فأنت بحاجة إلى فهم جوهر العملية.
يتعلق الأمر ببناء نموذج مصمم لدراسة ظواهر وعمليات المعلومات. في علوم الكمبيوتر ، يمكن اعتبار البرمجة كموضوع. باستخدام لغة برمجة رياضية معينة ، يمكن تقديم المواد النصية بشكل بياني.
تتضمن النمذجة بناء نموذج مصمم لبحث ودراسة الكائن الأصلي أو الظاهرة أو العملية. تُمنح النسخة المُنشأة فقط تلك الصفات والخصائص التي تميز الكائن الأصلي ، ولكنها تسمح ببعض الانحرافات عن المثالية.
نهج النشاط
يمكن الحصول على نماذج كاملة باستخدام نهج منهجي. هذا صحيح بشكل خاص داخل المؤسسات التعليمية. جعلت التحولات التي أثرت على المدارس في السنوات الأخيرة من الممكن إقامة علاقة منطقية بين التخصصات الفردية.
يساهم هذا النوع من التدريب القائم على النشاط في تكوين شخصية متطورة بشكل متناغم ، والتي تفهم وحدة العالم الحي ، والعلاقة بين العمليات والظواهر الفردية.
إذا سئل المعلم: "أعط مثالاً لنموذج المعلومات" ، يمكنه اختيار أي مادة بأمان. لا يوجد نظام لا يستخدم الجداول والرسوم البيانية والرسوم البيانية والعروض التقديمية.
ملامح المدرسة الحديثة
المعايير الجديدة التي تم إدخالها في المدارس الروسية تعني النظر في ظاهرة واحدة من وجهات نظر مختلفة. على سبيل المثال ، من دورة الفيزياء ، يتعلم الرجال أن الإلكترونات ضرورية لتدفق المعادن التيار الكهربائي... يتلقون معلومات حول شحنة هذا الجسيم السالب ، وتحديد مقدارها في المعادن المختلفة. في دروس الكيمياء ، يتم تعليم الطلاب حول احتمالية وضع الإلكترونات في مستويات الطاقة.
عند دراسة موضوع "تفاعلات الأكسدة والاختزال" ، يحصل تلاميذ المدارس على معلومات حول ما يحدث لهذه الجسيمات السلبية أثناء التفاعل الكيميائي. على الرغم من حقيقة أن المعلومات يتم توفيرها من مواقع مختلفة ، فإننا نتحدث عن كائن واحد - الإلكترونات. مثل هذا النهج المنتظم يجعل من الممكن تكوين فهم كامل في أذهان أطفال المدارس لبنية المادة وتحولاتها.
في المثال المذكور ، يعتبر الكائن قيد الدراسة نظامًا كاملاً ، مكون كل واحد (مادة). يعتمد على الانضباط الأكاديمي استخدام بعض الخصائص والإضافات. في حالة النهج المنهجي ، لا تأتي التفسيرات السببية لوجود كائن أولاً ، بل الحاجة إلى تضمين مكونات أخرى منه.
يعتبر تكوين النماذج العالمية ذا أهمية خاصة أثناء النشاط التجريبي. باستخدام الكمبيوتر الشخصي ، من الممكن إجراء حسابات المعلمات التي سترتبط بالكائن الذي تم تحليله.
مثل هذه النمذجة مهمة للمعرفة العلمية بالظواهر الطبيعية. في دورة علوم الكمبيوتر بالمدرسة ، تسمى هذه الإجراءات تجربة حسابية ، والتي تستند إلى ثلاثة مفاهيم مهمة: النموذج ، والخوارزمية ، والبرنامج.
استخدام المدرسة كمبيوتر شخصي ممكن في ثلاثة خيارات رئيسية:
- إجراء تسويات مباشرة باستخدام جهاز كمبيوتر ؛
- إنشاء قاعدة بيانات وتحويلها إلى برنامج أو خوارزمية محددة ؛
- الحفاظ على واجهة بين الكمبيوتر والطالب.
ميزات النموذج
من بين العلامات الأكثر شيوعًا التي يمكن من خلالها تصنيف جميع النماذج ، نحدّد: الغرض من التطبيق ، ونطاق المعرفة ، وعامل الوقت ، وخيار العرض.
اعتمادًا على الهدف المحدد للنموذج ، هناك إصدارات تجريبية وتعليمية ولعبة ومحاكاة وعلمية وتقنية للنماذج. لذلك ، على سبيل المثال ، في المرحلة الأولى من التعليم المدرسي ، فإن تقنيات الألعاب الأكثر قابلية للتطبيق وذات المغزى هي ، السماح للأطفال بالشعور وكأنهم مدرس ، طبيب ، ضابط شرطة. تم تشكيل نماذج الألعاب للأطفال من سن سبع إلى ثماني سنوات بشكل جيد ، حيث يتم استخدامها في المؤسسات التعليمية لمرحلة ما قبل المدرسة كعنصر إلزامي في تكوين الصفات الشخصية للطفل.
مجموعة متنوعة من النماذج
اعتمادًا على مجال المعرفة الذي يتم وضع النموذج من أجله ، يتم حاليًا تمييز الأنواع الاقتصادية والبيولوجية والاجتماعية والكيميائية. على سبيل المثال ، بالنسبة لدورة العلوم الطبيعية ، من المهم تكوين نموذج يجعل من الممكن شرح الظواهر التي تحدث في الطبيعة الحية وغير الحية. في علم الاجتماع ، يتم التركيز على العمليات التي تحدث في المجتمع.
وفقًا لعامل الوقت ، يتم تمييز الإصدارات الثابتة والديناميكية من النماذج. يميز الإصدار الثابت معلمات الكائن وهيكله ، ويسمح لك بوصف الظاهرة المحددة (الكائن) في فترة زمنية محددة ، ويساعد على تلقي معلومات موثوقة وفي الوقت المناسب عنها.
أي نموذج له شكل معين ، نوع ، خيار عرض ، وصف. من المفترض أن تنظر المدرسة في الغالب في النماذج المادية وغير المادية ، اعتمادًا على خصوصيات النظام الأكاديمي.
تشير النماذج المادية إلى تجسيد حقيقي ، فهي تكرر تمامًا الهيكل الداخلي أو الخارجي للكائن نفسه. على سبيل المثال ، في الجغرافيا ، يعتبر هذا النموذج المصغر نموذجًا للكرة الأرضية (الكرة الأرضية) ، حيث يتم رسم جميع البحار والمحيطات والقارات والجزر. ترتبط هذه النماذج ارتباطًا مباشرًا بنهج البحث في تدريس تلاميذ المدارس الحديثة. فهي ضرورية لتدريس الكيمياء والفيزياء والأحياء وعلم الفلك والجغرافيا.
النمذجة غير المادية تتضمن استخدام طريقة نظرية للمعرفة.
خاتمة
أي نموذج معلومات هو مجموعة من المعلومات حول ظاهرة ، كائن ، عملية. بمساعدتها ، من الممكن وصف أي عملية تجري في طبيعة مفعمة بالحيوية وغير حية. تعطي الرسوم البيانية والخرائط والجداول والرسوم البيانية المختلفة ، التي يستخدمها المعلمون بنشاط في جميع مستويات التعليم ، نتائج إيجابية.
النمذجة البديهية (الذهنية) تساهم في خلق الانطباع الأول للعملية التي تحدث في الكيمياء أو الأحياء. بفضل الجمع بين جميع الخيارات لنماذج المعلومات ، يشكل الجيل الأصغر في بلدنا تقييمًا مناسبًا لوحدة العالم الحي وغير الحي. يمكن لخريجي المدارس بناء أي نماذج بشكل مستقل واستخدامها لدراسة الأحداث والظواهر وتحليلها وتقييمها.