Основные типы моделей данных (табличные, иерархические, сетевые)
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: Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца; орбиты всех планет проходят вокруг Солнца.
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 (алгебра, геометрия, тригонометрия, теория множеств, теория вероятностей и др.).
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 алгебра 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 т.д.
|
|
|
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, т.е. выражается с использованием формальных языков (математики, логики и др.).
Окружающий нас мир состоит из множества различных объектов, каждый из которых имеет разнообразные свойства, и при этом объекты взаимодействуют между собой. Например, такие объекты, как планеты нашей Солнечной системы имеют различные свойства (массу, геометрические размеры и т.д.) и по закону всемирного тяготения взаимодействуют с Солнцем и друг с другом. Планеты входят в состав более крупного объекта – Солнечную систему, а Солнечная система – в состав нашей галактики (Млечный путь). С другой стороны, планеты состоят из атомов различных химических элементов, а атомы – из элементарных частиц. Можно сделать вывод, что практически каждый объект состоит из других объектов, т.е. представляет собой систему. Система состоит из объектов, которые называются элементами системы. Между элементами системы существуют различные связи и отношения. Важным признаком системы является ее целостное функционирование.
|
|
|
Любая система существует в пространстве и времени. Состояние системы в каждый момент времени характеризуется ее структурой, т.е. составом, свойствами элементов, их отношениями и связями между собой. Так, структура Солнечной системы характеризуется составом входящих в нее объектов (Солнце, планеты и пр.), их свойствами (например, размерами) и взаимодействием (силами тяготения).
Модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени, называются статическими информационными моделями.
В физике, например, статические информационные модели описывают простые механизмы, в биологии – классификацию животного мира, в химии – строение молекул и т.д.
Состояние систем изменяется во времени, т.е. происходят процессы изменения и развития систем. Так, планеты движутся, изменяется их положение относительно Солнца и друг друга. Солнце, как и любая другая звезда, развивается, меняются ее химический состав, излучение и т.д.
Модели, описывающие процессы изменения и развития систем, называются динамическими информационными моделями.
В физике динамические информационные модели описывают движение тел, в биологии – развитие организмов или популяций животных, в химии – процессы прохождения химических реакций и т.д.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 660; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!