1. Информация. Свойства информации. Единицы измерения информации
Скачать 0.74 Mb.
|
10. Понятие модели. Материальные и информационные модели. Формализация как замена реального объекта его информационной модельюМоделирование. Человечество в своей деятельности (научной, образовательной, технологической, художественной) постоянно создает и использует модели окружающего мира. Строгие правила построения моделей сформулировать невозможно, однако человечество накопило богатый опыт моделирования различных объектов и процессов. Модели позволяют представить в наглядной форме объекты и процессы, недоступные для непосредственного восприятия (очень большие или очень маленькие объекты, очень быстрые или очень медленные процессы и др.). Наглядные модели часто используются в процессе обучения. В курсе географии первые представления о нашей планете Земля мы получаем, изучая ее модель – глобус, в курсе физики изучаем работу двигателя внутреннего сгорания по его модели, в химии при изучении строения вещества используем модели молекул и кристаллических решеток, в биологии изучаем строение человека по анатомическим муляжам и др. Модели играют чрезвычайно важную роль в проектировании и создании различных технических устройств, машин и механизмов, зданий, электрических цепей и т. д. Без предварительного создания чертежа (рис. 5.1) невозможно изготовить даже простую деталь, не говоря уже о сложном механизме. В процессе проектирования зданий и сооружений кроме чертежей часто изготавливают макеты. В процессе разработки летательных аппаратов поведение их моделей в воздушных потоках исследуют в аэродинамической трубе. Разработка электрической схемы обязательно предшествует созданию электрических цепей и так далее. Развитие науки невозможно без создания теоретических моделей (теорий, законов, гипотез и пр.), отражающих строение, свойства и поведение реальных объектов. Создание новых теоретических моделей иногда коренным образом меняет представление человечества об окружающем мире (гелиоцентрическая система мира Коперника, модель атома Резерфорда-Бора, модель расширяющейся Вселенной, модель генома человека и пр.). Адекватность теоретических моделей законам реального мира проверяется с помощью опытов и экспериментов. Все художественное творчество фактически является процессом создания моделей. Например, такой литературный жанр, как басня, переносит реальные отношения между людьми на отношения между животными и фактически создает модели человеческих отношений. Более того, практически любое литературное произведение может рассматриваться как модель реальной человеческой жизни. Моделями, в художественной форме отражающими реальную действительность, являются также живописные полотна, скульптуры, театральные постановки и пр. Моделирование – это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей Модель. Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные для проводимого исследования свойства. В процессе исследования аэродинамических качеств модели самолета в аэродинамической трубе важно, чтобы модель имела геометрическое подобие оригинала, но не важен, например, ее цвет. При построении электрических схем – моделей электрических цепей – необходимо учитывать порядок подключения элементов цепи друг к другу, но не важно их геометрическое расположение друг относительно друга и так далее. Разные науки исследуют объекты и процессы под разными углами зрения и строят различные типы моделей. В физике изучаются процессы взаимодействия и изменения объектов, в химии – их химический состав, в биологии – строение и поведение живых организмов и так далее. Возьмем в качестве примера человека: в разных науках он исследуется в рамках различных моделей. В рамках механики его можно рассматривать как материальную точку, в химии – как объект, состоящий из различных химических веществ, в биологии – как систему, стремящуюся к самосохранению, и так далее. Модель — это некий новый объект, который отражает существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса География, военное дело, судоходство и пр. невозможны без информационных моделей поверхности Земли в виде карт Различные типы географических карт (политические, физические и пр.) представляют информационные модели, отражающие различные особенности земной поверхности,. то есть один и тот же объект отражают несколько моделей. С другой стороны, разные объекты могут описываться одной моделью. Так, в механике различные материальные тела (от планеты до песчинки) могут рассматриваться как материальные точки Один и тот же объект может иметь множество моделей, а разные объекты могут описываться одной моделью Никакая модель не может заменить сам объект. Но при решении конкретной задачи, когда нас интересуют определенные свойства изучаемого объекта, модель оказывается полезным, а подчас и единственным инструментом исследования. Модели материальные и модели информационные. Все модели можно разбить на два больших класса: модели предметные (материальные) и модели информационные. Предметные модели воспроизводят геометрические, физические и другие свойства объектов в материальной форме (глобус, анатомические муляжи, модели кристаллических решеток, макеты зданий и сооружений и др.). Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме. Образные модели (рисунки, фотографии и др.) представляют собой зрительные образы объектов, зафиксированные на каком-либо носителе информации (бумаге, фото- и кинопленке и др.). Широко используются образные информационные модели в образовании (вспомните учебные плакаты по различным предметам) и науках, где требуется классификация объектов по их внешним признакам (в ботанике, биологии, палеонтологии и др.). Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем). Знаковая информационная модель может быть представлена в форме текста (например, программы на языке программирования), формулы (например, второго закона Ньютона F=m ∙a), таблицы (например, периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева) и так далее. Иногда при построении знаковых информационных моделей используются одновременно несколько различных языков. Примерами таких моделей могут служить географические карты, графики, диаграммы и пр. Во всех этих моделях используются одновременно как язык графических элементов, так и символьный язык. На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались. Так, первые информационные модели создавались в форме наскальных рисунков, в настоящее же время информационные модели обычно строятся и исследуются с использованием современных компьютерных технологий. Формализация. Естественные языки используются для создания описательных информационных моделей. В истории науки известны многочисленные описательные информационные модели; например, гелиоцентрическая модель мира, которую предложил Коперник, формулировалась следующим образом:
С помощью формальных языков строятся формальные информационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. Модели, построенные с использованием математических понятий и формул, называются математическими моделями. Язык математики является совокупностью формальных языков. С некоторыми из них (алгебра, геометрия, тригонометрия) вы знакомитесь в школе, с другими (теория множеств, теория вероятностей и др.) сможете ознакомиться в процессе дальнейшего обучения. Язык алгебры позволяет формализовать функциональные зависимости между величинами. Так, Ньютон формализовал гелиоцентрическую систему мира, открыв законы механики и закон всемирного тяготения и записав их в виде алгебраических функциональных зависимостей. В школьном курсе физики рассматривается много разнообразных функциональных зависимостей, выраженных на языке алгебры, которые представляют собой математические модели изучаемых явлений или процессов. Язык алгебры логики (алгебры высказываний) позволяет строить формальные логические модели. С помощью алгебры высказываний можно формализовать (записать в виде логических выражений) простые и сложные высказывания, выраженные на естественном языке. Построение логических моделей позволяет решать логические задачи, строить логические модели устройств компьютера (сумматора, триггера) и так далее. Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией В процессе познания окружающего мира человечество постоянно использует моделирование и формализацию. При изучении нового объекта сначала обычно строится его описательная информационная модель на естественном языке, затем она формализуется, то есть выражается с использованием формальных языков (математики, логики и др.). |
Похожие:
 | Учебник «Информатика и икт» Представление информации. Информация, информационные объекты различных видов. Язык как способ представления информации: естественные... | | Конспект урока урок Измерение информации (алфавитный подход). Единицы... Тема и номер урока в теме: Измерение информации (алфавитный подход). Единицы измерения информации. Урок 5 |
| Конспект для ученика, пк, программа- электронный калькулятор Wise... Количество информации как мера уменьшения неопределенности знаний. Методы измерения количества информации: вероятностный (содержательный),... | | Учебного времени для 10 класса Измерение информации: содержательный и алфавитный подходы. Единицы измерения информации |
| Конспект урока по информатике в 6 классе. Тема урока: Единицы измерения... Сформировать навыки структурирования текстовой информации с помощью маркированных списков | | План-конспект урока Тема учебного занятия : Введение. Инструктаж... Образовательные: знакомство учащихся с единицами измерения информации, отработка навыков перевода одних единиц измерения информации... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Обобщение материала по теме “Измерение информации (алфавитный подход). Единицы измерения информации” | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Тема: " Измерение информации (алфавитный подход). Единицы измерения информации " (урок информатики в 10 б классе) |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Единицы измерения количества и скорости передачи информации; принцип дискретного (цифрового) представления информации | | Фгбоу впо «дагестанская государственная сельскохозяйственная академия имени м. М. Джамбулатова» Понятие количества информации: различные подходы. Единицы измерения количества информации |
| Фгбоу впо «дагестанский государственный аграрный университет имени м. М. Джамбулатова» Понятие количества информации: различные подходы. Единицы измерения количества информации |  | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Информационные процессы в технике; количество информации как мера уменьшения неопределенности; единицы измерения информации |
| Пояснительная записка требования к уровню подготовки обучающихся... Единицы измерения количества информации; принцип дискретного (цифрового) представления информации | | Конспект урока измерение информации (алфавитный подход). Единицы... ... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Тема урока: Виды и свойства информации. Кодирование информации. Игра «Информация и мы» | | Единицы измерения количества информации Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации... |
