Типи моделей
Для об’єкта можна створити кілька моделей залежно від призначення та мети моделювання.
Моделі можна поділити за наведеними ознаками:
Рис.1
За галузями використання моделі поділяють на навчальні, дослідницькі , науково-технічні та ігрові.
Навчальні моделі використовують для пояснення будови певного об’єкта, роботи механізму тощо (наприклад, мапа України (географія), будова квітки (біологія)). Дослідницькі моделі використовують для детальнішого вивчення явищ природи, взаємодії різних об’єктів тощо (дослідження блискавки).
Науково-технічні моделі: дослідження процесів та явищ (прилад для дослідження розряду блискавки).
Ігрові моделі застосовують, щоб проаналізувати поведінку об’єктів у непередбачуваних ситуаціях (військові навчання — це ігрова модель справжніх воєнних дій).
За фактором часу моделі поділяють на статичні та динамічні.
Статичні моделі показують певний незмінний стан реального об’єкта (пластиліновий будиночок є статичною моделлю справжнього будинку). Динамічні моделі дають змогу перевірити, як властивості предметів або явищ змінюються з часом (метеорологи, які вивчають погоду, на основі багаторічних даних будують модель, що допомагає робити прогноз погоди).
За предметними галузями (галузями знань) моделі поділяють на фізичні, біологічні, економічні, соціальні та ін.
За способом реалізації моделі поділяють на матеріальні й інформаційні.
Моделі та форма їхнє подання
Інформаційні моделі, у свою чергу, розподіляють за формою подання на:
- словесні — усні та письмові описи;
- графічні — малюнки, креслення, піктограми, карти тощо;
- структурні — таблиці, графіки, діаграми, схеми тощо;
- математичні — формули, рівняння, нерівності, функції тощо;
- спеціальні — хімічні формули, нотні записи, записи шахових партій та інші.
Приклади інформаційних моделей для дослідження властивостей води
|
Форма подання моделі
|
Приклад
|
| Словесна | Письмовий опис речовини Прозора безбарвна рідина без запаху та смаку. У природі існує у трьох агрегатних станах: твердому (лід), рідкому (вода) і газуватому (водяна пара) |
| Графічна |
Зображення молекули води
 |
| Структурна |
Таблиця
 Схема
 |
| Математична | Формула для розрахунку об’єму води в акваріумі V = a · b · h, де a, b – довжина та ширина акваріума, h – висота води |
| Спеціальна |
Формула молекули води
 Рівняння утворення води
 |
Комп’ютерне моделювання
Комп’ютерна модель — інформаційна модель, реалізована за допомогою програмного середовища: текстового / графічного редактора, редактора презентацій, середовища програмування.
Комп’ютерні моделі теж можна поділити на такі групи.
Графічна модель — це образ об’єкта, поданий у вигляді схем, діаграм, малюнків тощо та створений за допомогою комп’ютерних технологій. Це може бути, наприклад, модель динозавра, модель Сонячної системи (рис.1).
Рис.1. Модель динозавра
Розрахункова модель дає змогу на основі математичної моделі об’єкта визначати числові значення його властивостей за різних вхідних даних. Аналізування цих значень допомагає прогнозувати стан об’єкта в майбутньому.
Наприклад, модель земної атмосфери дозволяє передбачити погоду, модель екосистеми — визначити межі користування природними ресурсами.
Рис. 2. Розрахункова модель рівноприскореного прямолінійного руху.
Імітаційна модель — це програма або комплекс програм, що реалізує алгоритм функціонування об’єкта за різних умов.
Рис.3. Авіаційний симулятор польоту
Комп’ютерний експеримент
Для дослідження складних об’єктів і явищ часто застосовують комп’ютерний експеримент.Комп’ютерний експеримент — це дослідження математичної моделі з використанням комп’ютера, при якому за одними параметрами моделі обчислюють інші й на цій основі роблять висновки про властивості об’єкта, описані математичною моделлю.
Комп’ютерний експеримент є чисельною реалізацією математичної моделі; результат експерименту характеризує властивості саме моделі. У разі розбіжності результатів комп’ютерного і натурного експериментів з прототипом говорять про неадекватність математичної моделі.
У ході моделювання вивчаються об’єкти і явища, які неможливо, дорого або небезпечно відтворювати в реальних умовах.
Проведення таких експериментів дає змогу економити матеріальні ресурси та зберігати екологічні умови існування людини, уникати можливих шкідливих наслідків випробувань.
Джерела:
Інформатика : підруч. для 7 кл. закл. загал. серед. освіти / [О. О. Бондаренко, В. В. Ластовецький, О. П. Пилипчук, Є. А. Шестопалов]. — Харків : Вид-во «Ранок», 2024.