В данной работе мы предлагаем как можно подробно разобрать тему моделирования в информатике. Этот раздел имеет большое значение для подготовки будущих специалистов в сфере информационных технологий.

Для решения любой задачи (производственной или научной) информатика использует следующую цепочку:

В ней стоит уделить особое внимание понятию «модель». Без наличия данного звена решение задачи не будет возможным. Зачем же используется модель и что под данным термином понимается? Об этом мы и поговорим в следующем разделе.

Модель

Моделирование в информатике - это составление образа какого-либо реально существующего объекта, который отражает все существенные признаки и свойства. Модель для решения задачи необходима, так как она, собственно, и используется в процессе решения.

В школьном курсе информатики тема моделирования начинает изучаться еще в шестом классе. В самом начале детей необходимо познакомить с понятием модели. Что это такое?

• Упрощенное подобие объекта;
• Уменьшенная копия реального объекта;
• Схема явления или процесса;
• Изображение явления или процесса;
• Описание явления или процесса;
• Физический аналог объекта;
• Информационный аналог;
• Объект-заменитель, отражающий свойства реального объекта и так далее.

Модель - это очень широкое понятие, как это уже стало ясно из вышеперечисленного. Важно отметить, что все модели принято делить на группы:

• материальные;
• идеальные.

Под материальной моделью понимают предмет, основанный на реально существующем объекте. Это может быть какое-либо тело или процесс. Данную группу принято подразделять еще на два вида:

• физические;
• аналоговые.

Такая классификация носит условный характер, ведь четкую границу между двумя этими подвидами провести очень трудно.

Идеальную модель охарактеризовать еще труднее. Она связаны с:

• мышлением;
• воображением;
• восприятием.

К ней можно отнести произведения искусства (театр, живопись, литература и так далее).

Цели моделирования

Моделирование в информатике - это очень важный этап, так как он преследует массу целей. Сейчас предлагаем с ними познакомиться.

В первую очередь моделирование помогает познать окружающий нас мир. Испокон веков люди накапливали полученные знания и передавали их своим потомкам. Таким образом появилась модель нашей планеты (глобус).

В прошлые века осуществлялось моделирование несуществующих объектов, которые сейчас прочно закрепились в нашей жизни (зонт, мельница и так далее). В настоящее время можелирование направлено на:

• выявление последствий какого-либо процесса (увеличения стоимости проезда или утилизации химических отходов под землей);
• обеспечение эффективности принимаемых решений.

Задачи моделирования

Информационная модель

Теперь поговорим еще об одном виде моделей, изучаемых в школьном курсе информатики. Компьютерное моделирование, которое необходимо освоить каждому будущему IT-специалисту, включает в себя процесс реализации информационной модели при помощи компьютерных средств. Но что это такое, информационная модель?

Она представляет собой целый перечень информации о каком-либо объекте. Что данная модель описывает, и какую полезную информацию несет:

• свойства моделируемого объекта;
• его состояние;
• связи с окружающим миром;
• отношения с внешними объектами.

Что может служить информационной моделью:

• словесное описание;
• текст;
• рисунок;
• таблица;
• схема;
• чертеж;
• формула и так далее.

Отличительная особенность информационной модели заключается в том, что ее нельзя потрогать, попробовать на вкус и так далее. Она не несет материального воплощения, так как представлена в виде информации.

Системный подход к созданию модели

В каком классе школьной программы изучается моделирование? Информатика 9 класса знакомит учеников с данной темой более подробно. Именно в этом классе ребенок узнает о системном подходе моделирования. Предлагаем об этом поговорить немного подробнее.

Начнем с понятия «система». Это группа взаимосвязанных между собой элементов, которые действуют совместно для выполнения поставленной задачи. Для построения модели часто пользуются системным подходом, так как объект рассматривается как система, функционирующая в некоторой среде. Если моделируется какой-либо сложный объект, то систему принято разбивать на более мелкие части - подсистемы.

Цель использования

Сейчас мы рассмотрим цели моделирования (информатика 11 класс). Ранее говорилось, что все модели делятся на некоторые виды и классы, но границы между ними условны. Есть несколько признаков, по которым принято классифицировать модели: цель, область знаний, фактор времени, способ представления.

Что касается целей, то принято выделять следующие виды:

• учебные;
• опытные;
• имитационные;
• игровые;
• научно-технические.

К первому виду относятся учебные материалы. Ко второму уменьшенные или увеличенные копии реальных объектов (модель сооружения, крыла самолета и так далее). позволяет предугадать исход какого-либо события. Имитационное моделирование часто применяется в медицине и социальной сфере. Наример, модель помогает понять, как люди отреагируют на ту или иную реформу? Прежде чем сделать серьезную операцию человеку по пересадке органа, было проведено множество опытов. Другими словами, имитационная модель позволяет решить проблему методом «проб и ошибок». Игровая модель - это своего рода экономическая, деловая или военная игра. С помощью данной модели можно предугадать поведение объекта в разных ситуациях. Научно-техническую модель используют для изучения какого-либо процесса или явления (прибор имитирующий грозовой разряд, модель движения планет Солнечной системы и так далее).

Область знаний

В каком классе учеников более подробно знакомят с моделированием? Информатика 9 класса делает упор на подготовку своих учеников к экзаменам для поступления в высшие учебные заведения. Так как в билетах ЕГЭ и ГИА встречаются вопросы по моделированию, то сейчас необходимо как можно подробнее рассмотреть эту тему. И так, как происходит классификация по области знаний? По данному признаку выделяют следующие виды:

• биологические (например, искусственно вызванные у животных болезни, генетические нарушения, злокачественные новообразования);
• поведения фирмы, модель формирования рыночной цены и так далее);
• исторические (генеалогическое дерево, модели исторических событий, модель римского войска и тому подобное);
• социологические (модель личного интереса, поведение банкиров при адаптации к новым экономическим условиям) и так далее.

Фактор времени

По данной характеристике различают два вида моделей:

• динамические;
• статические.

Уже, судя по одному названию, не трудно догадаться, что первый вид отражает функционирование, развитие и изменение какого-либо объекта во времени. Статическая наоборот способна описать объект в какой-то конкретный момент времени. Этот вид иногда называют структурным, так как модель отражает строение и параметры объекта, то есть дает срез информации о нем.

Примерами являются:

• набор формул, отражающих движение планет Солнечной системы;
• график изменения температуры воздуха;
• видеозапись извержения вулкана и так далее.

Примерами статистической модели служат:

• перечень планет Солнечной системы;
• карта местности и так далее.

Способ представления

Для начала очень важно сказать, что все модели имеют вид и форму, они всегда из чего-то делаются, как-то представляются или описываются. По данному признаку принято таким образом:

• материальные;
• нематериальные.

К первому виду относятся материальные копии существующих объектов. Их можно потрогать, понюхать и так далее. Они отражают внешние или внутренние свойства, действия какого-либо объекта. Для чего нужны материальные модели? Они используются для экспериментального метода познания (опытного метода).

К нематериальным моделям мы уже тоже обращались ранее. Они используют теоретический метод познания. Такие модели принято называть идеальными либо абстрактными. Эта категория делится еще на несколько подвидов: воображаемые модели и информационные.

Информационные модели приводят перечень различной информации об объекте. В качестве информационной модели могут выступать таблицы, рисунки, словесные описания, схемы и так далее. Почему данную модель называют нематериальной? Все дело в том, что ее нельзя потрогать, так как она не имеет материального воплощения. Среди информационных моделей различают знаковые и наглядные.

Воображаемая модель - это один из Это творческий процесс, проходящий в воображении человека, который предшествует созданию материального объекта.

Этапы моделирования

Тема по информатике 9 класса «Моделирование и формализация» имеет большой вес. Она обязательна к изучению. В 9-11 классе преподаватель обязан познакомить учеников с этапами создания моделей. Этим мы сейчас и займемся. Итак, выделяют следующие этапы моделирования:

• содержательная постановка задачи;
• математическая постановка задачи;
• разработки с использованием ЭВМ;
• эксплуатация модели;
• получение результата.

Важно отметить, что при изучении всего, что окружает нас, используется процессы моделирования, формализации. Информатика - это предмет, посвященный современным методам изучения и решения каких-либо проблем. Следовательно, упор делается на модели, которые можно реализовать при помощи ЭВМ. Особое внимание в этой теме следует уделить пункту разработки алгоритма решения при помощи электронно-вычислительных машин.

Связи между объектами

Теперь поговорим немного о связях между объектами. Всего выделяют три вида:

• один к одному (обозначается такая связь односторонней стрелкой в одну или в другую сторону);
• один ко многим (множественная связь обозначается двойной стрелкой);
• многие ко многим (такая связь обозначается двойной стрелкой).

Важно отметить, что связи могут быть условными и безусловными. Безусловная связь предполагает использование каждого экземпляра объекта. А в условной задействованы только отдельные элементы.

Настало время немножко вернуться к циклу материалов, которые обсуждались прошлым летом. Это нужно для того, чтобы сегодняшним материалом поставить точку в том цикле (и со спокойной душой начать новый).

Итак, что было летом?

• Мы начали цикл с
• Затем посмотрели работу этого интеллектуального инструмента на контекстную рекламу
• После частного случая с контекстной рекламой посмотрели, как можно применить
• Это позволило нам начать (есть же границы применимости интеллектуальных инструментов?)
• После перешли к (сложной становится любая система, где есть более одной обратной связи — то есть везде, где появляется человек, тут же возникает сложная система)
• Чтобы воздействовать на хаос, (они позволят , чтобы можно было половчее на это происходящее воздействовать)
• И сделав такой большой круг, мы вернулись вновь к применению интеллектуальных инструментов для решения частных прикладных задач (уже с точки зрения )
• Это позволило нам уверенно рассматривать тему (с целью предсказывать будущее этих систем)

При этом, по удивительному стечению обстоятельств, мы обошли стороной вопрос: «А что же такое модель?».

В общем смысле модель — это некое описание процесса или события. В бизнесе наиболее известны бизнес-модели (описание того, как именно собственник заработает деньги своим бизнесом) и модели бизнес-процессов (например, описание как именно, когда, кому и почему Фатима на кассе Макдональдса должна предложить пирожок).

Моделей может быть большое количество. Но для решения прикладных задач в начале будет достаточно простых моделей.

Чтобы не усложнять себе жизнь при работе с моделями, полезно придерживаться следующих критериев:

1. Модели должны быть упрощены — они должны охватывать не все аспекты действительности, а лишь самое значимое
2. Модели должны быть прагматичны — то есть сфокусированы на том, что полезно в данный момент
3. Модели должны обобщать — то есть представлять собой краткий обзор сложных взаимосвязей
4. Модели должны быть наглядны — то есть они должны визуально объяснять то, что с трудом поддается объяснению на словах (это же увеличивает их полезность при общении с коллегами, руководителями и подчиненными)
5. Модели должны упорядочивать — то есть структурировать информацию и раскладывать ее по полочкам
6. Модели должны являться рабочим инструментом — они не должны давать готовых ответов. Нет. Их первостепенная и основная задача — ставить вопросы. И только когда ты начинаешь работать с той или иной моделью, будут появляться ответы.

Для чего нужны модели?

Когда наш мозг сталкивается с хаосом, то автоматически (!) начинает создавать системы, чтобы этот хаос распознать, структурировать или хотя бы получить по возможности полную картину происходящего. Именно поэтому люди всегда находят объяснения случившемуся (что заводит в дебри мифов вроде молний с неба, как знака гнева богов). То есть это происходит независимо от нас. Люди просто не могут не реагировать. Неокортекс работает постоянно, достраивая картину будущего и постоянно стараясь предсказать будущее. Это элемент эволюции, который постоянно заводит нас в тупики инерции мышления и инструментальной слепоты.

Модели же помогают нам облегчить эту задачу. Потому что построение моделей — сознательный процесс. Он заставляет отбросить второстепенное и сконцентрироваться на самом главном.

Критики любят подчеркивать, что модели не отражают реальной действительности. Это верно. Но неправильно утверждать, что модели способствуют стандартизации мышления. Наоборот, модель — это результат логического мышления, которое требует сознательных активных усилий. И именно поэтому построение новой или применение уже существующей модели часто помогает выйти за рамки инерции мышления. В этом важность модели.

Два подхода в использовании моделей

Существует два подхода использовать модели. Так называемые «американский метод» и «европейский метод».

Американцы обожают совершать пробы и делать ошибки. Идеал такого подхода — Эдисон. Эталон такого подхода — совершить как можно большее количество ошибок в единицу времени. Это обучение полностью на практике. Попытка, неудача, выводы, новая попытка. Это далеко не всегда продуктивно (а в ).

Европейцы же склонны сначала ознакомиться с теорией, а потом уже что-то сделать и потерпеть неудачу. После чего они анализируют сделанное, исправляют ошибки и повторяют попытку. Тут процесс несколько другой. Сначала читаем инструкцию, затем применяем на практике, если терпим неудачу — делаем выводы, внимательнее изучаем теорию и снова применяем на практике. Применение такого подхода в решении простых задач избыточно по ресурсам. Но зато позволяет изящнее решать сложные задачи.

Подходы не хороши и не плохи. Они просто есть. И важно помнить главное правило:
Каждая модель хороша лишь настолько, насколько хорош ее исполнитель.

Классическая ситуация: Заказчик дает вводные данные и ждет от нас оценку проекта. Часто присылает документ, гордо именуемый «Техническое задание» . Иногда, впрочем, это действительно Техническое задание. Только в большинстве случаев даже адекватный входной документ никоим образом не гарантирует адекватную оценку от потенциального подрядчика.

Почему подрядчик не может дать точную оценку проекта, если есть полноценное Техническое задание?

Если бы каждая конкретная фирма с конкретным финансовым директором или ИТ-директором не были уникальны вне зависимости от сферы деятельности, а любые, кроме совсем уже общепринятых, операции не делались как удобно начальству\как сложилось исторически – то да, ТЗ было бы достаточно . Но каждый раз, когда после ознакомления с документацией наши спецы начинают задавать вопросы, выясняется море нюансов, которых за день не зафиксируешь . И это если у нас намечается проект по какому-то одному контуру. А если их несколько?

Могут возразить – дайте оценку сразу, вы же опытные, вы всякое видели . Все верно. Только если специалист будет оценивать сразу, он заложит все мыслимые риски, вспомнит всех самых проблемных своих клиентов и проекты, и накинет еще процентов 20 сверху, чтобы гарантированно не работать бесплатно, и не воевать под конец с Заказчиком, выбивая у него доп. финансирование.

Отсюда и рождается необходимость проведения обследования, которое редко проводится бесплатно, а порой стоит 10-15% бюджета будущего проекта.

Но жадным 1С-никам и этого мало! После обследования они в лучшем случае дают оценку будущему проекту с дельтой в 30-50%. Почему? Вы же все же выяснили, изучили, что еще нужно?

Действительно, на этапе обследования специалисты в режиме интервьюирования выясняют, что происходит у Заказчика, как ведется работа сейчас, какие есть пожелания к будущей системе, что нравится, что нет.

Но итог обследования – это собранная в отчет информация. Нет никаких гарантий, что руководству нужно именно то, что хотят ключевые пользователи, и даже то, что само руководство на словах поведало специалисту. Очень часто бизнес-заказчики хотят видеть, как будет выглядеть работа их подразделений в новой системе. Как будут отражены текущие операции, часть из которых, возможно, еще делается вручную. И нередко видение бизнес-заказчиков сильно отличается от реализации подобных функций в типовом варианте системы. И никакое обследование не сможет дать однозначный ответ – совпадают ли видения у будущего Заказчика и Исполнителя, или после первого показа доработанной системы ее придется на 50% переделывать, т.к. «Тут у вас не так, и вообще я не это хотел». И этот риск обязательно будет включен в оценку проекта, опять же сильно ее увеличивая. Однако верхнюю планку после обследования обычно удается определить, хотя цифры очень часто пугают Заказчиков, вплоть до отказа от продолжения работы, несмотря на то, что это теоретический максимум – его часто воспринимают как итоговую оценку.

Как быть? Необходимо сделать так, чтобы видение будущей системы Заказчиком и Исполнителем совпали до старта основных работ по проекту. Заказчик должен увидеть будущую систему, понять, как в ней будут отражаться его процессы, а проектная команда должна заранее выяснить, какие процессы «лягут» на типовой функционал, а под какие систему надо дорабатывать (или наоборот – какие процессы Заказчик готов адаптировать под типовой функционал).

Одним из вариантов достижения данных целей является этап моделирования – попроцессного сопоставления всех бизнес-процессов Заказчика с их отражением в предполагаемой к внедрению системе и демонстрацией сквозных примеров. На выходе обычно формируется документ под названием «Карта функционального покрытия» , содержащий в табличном виде реестр процессов и все выявленные несоответствия действительности и реализации в системе, а также краткое описание будущих доработок, подробное описание которых будет представлять из себя, по сути, Техническое задание.

Я всегда настаиваю на проведении моделирования, т.к. за адекватные деньги обе стороны получат в итоге одинаковое видение будущего проекта.

В целом, этот этап в первую очередь нужен для:

Минимизации рисков сторон

Получения максимально адекватной оценки и формирования единого видения результата будущего проекта у всех его участников.

По итогам проведения моделирования Подрядчик и Заказчик:

Окончательно понимают, какие будут сложности в работе с данными конкретными людьми с другой стороны

Получают финальную оценку, которая с очень большой долей вероятности будет меньше чем та, которую дали по результатам обследования.

И хотя стоимость данного этапа порой может доходить до 30% бюджета всего проекта, выгода от его проведения в первую очередь для Заказчика, как показала практика, весьма существенна и в финансовом, и в функциональном плане.

В последнее время при прочих равных я не продаю этап обследования как отдельный – сразу предлагаю моделирование с включенным в него обследованием. Выходные формы такого этапа (карта функционального покрытия) намного информативнее как для Заказчика, так и для любого подрядчика.

Творческое начало есть в каждом ребёнке, главное уметь его разглядеть, помочь его развитию. У современных детей есть множество возможностей проявить свою фантазию: кто-то любит рисовать, кто-то делать поделки, кто-то сочиняет истории. И, конечно же, многие интересуются всевозможной техникой: военной, автомобильной, строительной, авиационной. Существует ли на свете такое увлечение, которое объединяет в себе все эти виды творчества? Существует! Именно таким универсальным хобби является моделизм — сборка моделей различных видов техники. Если вы пока не определились с хобби для своего ребёнка, вполне возможно, что вам следует побольше узнать об этом интересном занятии.

Сборка моделей, или моделизм, — что это такое?

Не путайте это понятие с «моделингом»(конструирование одежды, или создание компьютерных образов с помощью 3D-графики), или с «моделированием»(построение и изучение моделей реально существующих явлений и процессов — физических, химических, и т.д.).

Моделизм — хобби, которым охотно занимаются не толькодети, но и взрослые, поскольку это занятие бывает разных видов сложности и в целом довольно разнообразно. Например, существует стендовый моделизм. Проще говоря, это сборка моделей самой разнообразной техники из разных материалов(бумаги, дерева, пластмассы, металла) для того, чтобы можно было с ними играть, коллекционировать, или просто любоваться, поставив на полочку. Сюда же относится, например, изготовление оловянных солдатиков.

Еще один вид моделизма — это сборка моделей машин, самолётов, вертолетов, судов, которые умеют двигаться и являются точными уменьшенными копиями реально существующей техники. Этот более сложный вид сборки моделей относятся к спортивно-техническому моделизму, потому что во многих странах, а с недавних пор и в России, это хобби превратилось, фактически, в новый вид спорта, по которому устраиваются международные соревнования.

Сборка моделей техники с детьми. Когда начинать? С чего начинать?

С какого же возраста лучше всего начинать заминаться сборкой моделей? Как это ни странно, с самого-самого юного. Первые навыки конструирования малыш получает, играя в обычные кубики, складывая пазлы, собирая детские конструкторы. Непосредственно занятия моделизмом лучше всего начинать, покупая малышам бумажные сборные модели домов, замков, самолётов и машин, а потом уже переходить на более «серьёзные» материалы.

Какую пользу принесёт детям увлечение моделизмом?

Перво-наперво, это, конечно, навыки точного ручного труда, аккуратности, внимательности, усидчивости. Кроме того, сборка моделей может приносить истинное удовольствие, как от самого процесса создания интересных поделок, так и от результата — собственной галереи разнообразных моделей, начиная от самых простых зверюшек, геометрических фигур, домиков, машинок(с которыми можно придумать интересную игру), заканчивая сложными моделями радиоуправляемых или аккумуляторных машин. Собирая модели, дети развивают моторику рук. Это особенно полезно малышам от 3 до 7 лет, поэтому иногда доктора даже рекомендуют моделизм как лечебное средство.

В заключении, можно сказать, что занятие моделизмом невероятно увлекательно и даже слишком. Приверженцы этого хобби говорят, ничего не может сравниться с удовольствием творить новый мир своими руками. А уж участие в соревнованиях, с самостоятельно сделанной ездящей, плавающей и летающей техникой — приведёт в восторг любого ребенка. Моделизм — увлечение, помогающее в познании окружающего мира!

А чтобы лучше разобраться, интересно ли данное направление Вам и Вашему ребенку, лучше своими глазами увидеть труды детей, увлекающихся моделизмом. Приходите на Сибирский Слёт Моделистов, который пройдет уже в эти выходные 22−23 сентября, на втором этаже торгово-развлекательного центра Пионер . Здесь Вас ждет много впечатляющих и запоминающихся экспонатов, а также мастер-классы, где можно попробовать себя в этом увлекательном процессе творения.

Является весьма распространенным способом анализа и прогнозирования экономической ситуации. Причем применять экономические модели может как на уровне обычного предпринимателя, либо инвестора, так и на уровне крупных компаний, государств и при изучении процессов, происходящих в мировой экономике.

Суть экономического моделирования заключается в построении упрощенной схемы процессов, протекающих в определенной области экономики и выделение наиболее важных факторов в компактной и сжатой форме.

Построение экономической модели требует соблюдения ряда факторов, к ним относятся:

— реалистичность принимаемых допущений

— возможность прогнозирования

— достаточное информационное обеспечение

— возможность практической проверки.

В различных случая, разные комплексы этих требований являются приоритетными, построить модель, полностью соответствующую всем им достаточно сложно и потребность в этом возникает достаточно редко. Это связано с тем, что главной целью экономического моделирования является практическое применение моделей и в зависимости от требований, меняться и приоритетные требования к свойствам модели.

Процесс построения экономической модели проходит ряд этапов. Основных этапов три:

1. Отбор используемых переменных
2. Принятие необходимых допущений
3. Выделение главных гипотез, которые объясняют связь параметров модели.

Переменные – конкретные данные, которые и составляют основу модели, их разделяют на экзогенные и эндогенные. То есть внутренние и внешние. Допущения позволяют упростить ряд процессов, протекающих в модели и таким образом упростить саму модель, ускорить процесс ее создания.

В наше время наиболее распространены два вида экономических моделей – равновесные и оптимизированные. Оптимизированные применяются в основном при маркетинговых исследованиях, исследованиях рынка. В таких моделях чаще всего фигурируют различные предельные показатели, такие как предельный доход, предельная полезность. Часто такой метод моделирования называют маржанализом.

Равновесные модели применяются для изучения взаимоотношений между различными объектами экономики. Основным допущением в таких моделях является то, что любая моделируемая система находится в равновесии и не учитываются факторы, которые могут ее из равновесия вывести. Обычно построение экономических моделей такого типа применяется для изучения различных рынков сбыта и взаимодействия компаний, работающих на одном рынке.

Именно равновесные модели наиболее применимы для частных предпринимателей и инвесторов, так как с их помощью они могут получить ценную информацию о рынке, на котором они работают и перспективах его развития.

Кроме этих разновидностей моделей их еще разделяют на позитивные и нормативные. В позитивных моделях основной целью построения является нахождение причин и следствий какого-либо события либо экономического явления. При этом оценки этим явлениям не даются.

Нормативные модели наоборот, позволяют дать оценку явлению либо событию, но не позволяют установить причины и следствия этого явления. Обе разновидности построения моделей взаимосвязаны и используются одновременно, для максимально точного моделирования экономических процессов.

А вы используете экономические модели в своей деятельности?

Андрей Малахов, профессиональный инвестор, финансовый консультант