Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Понятие системы и моделирование систем в школьном курсе информатики -…
Понятие системы и моделирование систем в школьном курсе информатики
Изучаемые вопросы:
Место темы в школьном курсе информатики и ИКТ для 10-11 кл.
Понятие системы. Системный анализ
Структура системы
Типы связей в системах
Системный эффект
Модели систем
Методические рекомендации
Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере
Состав системы. Подсистемы
В профильном курсе информатики тема «Моделирование и формализация» изучается на углубленном уровне. Тема рассчитана на школьников 10-11 классов. Материл так же может преподаваться в качестве элективного курса.
Основные понятия, изучаемые в этой теме:
система, системный анализ, реляционная модель, иерархическая модель, сетевая модель, графы, деревья.
Учащиеся должны знать:
• что такое система, подсистема, структура системы;
• основные понятия теории графов;
• о способах реализации информационных моделей — реляционном, иерархическом, сетевом.
Учащиеся должны уметь:
• приводить примеры систем и подсистем;
• строить реляционные, иерархические и сетевые информационные модели;
• работать с таблицами в Exсel, Access.
• строить древовидные и простые графовые информационные модели;
• интерпретировать блок-схему алгоритма как ориентированный граф;
Важно сформировать у учащихся понятие системы объектов, для этого используются примеры из информатики и других предметных областей. Солнечная система, периодическая система химических элементов, система образования, файловая система, операционная система.
Система
– это совокупность взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы.
Под системой понимается
любой объект, состоящий из множества взаимосвязанных частей и существующий как единое целое.
Наука о системах называется
системологией
.
Системы бывают:
нематериальные
материальные
смешанные.
Все разнообразие существующих систем можно разделить на две категории:
естественные системы, т. е. существующие в природе (Солнечная система)
искусственные системы — созданные человеком (компьютер).
Состав системы
— это множество входящих в нее частей. В качестве примера системы можно рассмотреть – персональный компьютер.
Систему, входящую в состав какой-то другой, более крупной системы, называют
подсистемой
.
Классификацию моделей по временному фактору:
статическая модель (необходимые чертежи для строительства дома)
динамическая модель(расчеты и графики, отражающие состояние дома через несколько лет после взаимодействия с природными явлениями)
Структура системы:
Структура
— это совокупность связей между элементами системы.
Структура
— это внутренняя организация системы.
Всякая система обладает определенным составом и структурой. Свойства системы зависят от того и от другого. Даже при одинаковом составе системы с разной структурой обладают разными свойствами, могут иметь разное назначение.
Системный эффект
Всякая система приобретает новые качества, не присущие ее составным частям.
Примеры: отдельные детали велосипеда; социальная система — строительная бригада.
Появление нового качества у системы называется системным эффектом.
Три разновидности информационных моделей систем:
модель “черного ящика”
Модель “черного ящика” используется в тех случаях, когда внутреннее устройство системы недоступно или не представляет интереса, но важно описать ее внешние взаимодействия.
Вход системы — это воздействие на систему со стороны внешней среды
Выход системы— это воздействие, оказываемое системой на окружающую среду. Такое представление о системе называется моделью “черного ящика”.
модель состава
Дает описание входящих в нее элементов и подсистем, но не рассматривает связей между ними.
структурная модель
Структурную модель системы еще называют структурной схемой. На структурной схеме отражается состав системы и ее внутренние связи.
Наглядным способом описания структурной модели системы являются графы (Графические модели)
Этапы разработки и исследования моделей на компьютере:
Описательная информационная модель.
Выделяет существенные параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает.
Формализованная модель.
Создается формализованная модель, т. е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка.
Компьютерная модель.
Необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную модель, т. е. выразить ее на понятном для компьютера языке.
Компьютерный эксперимент.
Состоит в проведении компьютерного эксперимента.
Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели.
Состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели.
Двигаясь от интуитивного представления учащихся о системах к более строгому, научному пониманию, необходимо последовательно раскрыть следующие свойства систем: — функция (цель, назначение) системы; — взаимодействие системы с окружающей средой; — состав системы; — структура системы; — системный эффект.