Κάθε σύγχρονος άνθρωπος έρχεται αντιμέτωπος καθημερινά με τις έννοιες «αντικείμενο» και «μοντέλο». Παραδείγματα αντικειμένων είναι αντικείμενα προσβάσιμα στην αφή (βιβλίο, γη, τραπέζι, στυλό, μολύβι) και απρόσιτα (αστέρια, ουρανός, μετεωρίτες), αντικείμενα καλλιτεχνικής δημιουργικότητας και νοητικής δραστηριότητας (σύνθεση, ποίημα, επίλυση προβλημάτων, ζωγραφική, μουσική και άλλα). Επιπλέον, κάθε αντικείμενο γίνεται αντιληπτό από ένα άτομο μόνο ως ένα ενιαίο σύνολο.
Αντικείμενο. Είδη. Χαρακτηριστικά
Με βάση τα παραπάνω, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι το αντικείμενο είναι μέρος του έξω κόσμου, ο οποίος μπορεί να εκληφθεί ως ενιαίο σύνολο. Κάθε αντικείμενο αντίληψης έχει τα δικά του ατομικά χαρακτηριστικά που το διακρίνουν από τα άλλα (σχήμα, εύρος, χρώμα, οσμή, μέγεθος κ.λπ.). Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός αντικειμένου είναι το όνομά του, αλλά ένα όνομα από μόνο του δεν αρκεί για μια πλήρη ποιοτική περιγραφή του. Όσο πληρέστερα και λεπτομερέστερα περιγράφεται το αντικείμενο, τόσο πιο εύκολη είναι η διαδικασία της αναγνώρισής του.
Μοντέλα. Ορισμός. Ταξινόμηση
Στις δραστηριότητές τους (εκπαιδευτικές, επιστημονικές,καλλιτεχνικό, τεχνολογικό) ένα άτομο χρησιμοποιεί καθημερινά τα υπάρχοντα και δημιουργεί νέα μοντέλα του έξω κόσμου. Σας επιτρέπουν να σχηματίσετε μια εντύπωση διεργασιών και αντικειμένων που δεν είναι προσβάσιμα στην άμεση αντίληψη (πολύ μικρά ή, αντίθετα, πολύ μεγάλα, πολύ αργά ή πολύ γρήγορα, πολύ μακριά κ.λπ.).
Έτσι, ένα μοντέλο είναι ένα αντικείμενο που αντανακλά τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του φαινομένου, του αντικειμένου ή της διαδικασίας που μελετάται. Μπορεί να υπάρχουν πολλές παραλλαγές μοντέλων του ίδιου αντικειμένου, όπως πολλά αντικείμενα μπορούν να περιγραφούν από ένα μόνο μοντέλο. Για παράδειγμα, μια παρόμοια κατάσταση προκύπτει στη μηχανική, όταν διαφορετικά σώματα με υλικό κέλυφος μπορούν να εκφραστούν με υλικά σημεία, δηλαδή το ίδιο μοντέλο (άτομο, αυτοκίνητο, τρένο, αεροπλάνο).
Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι κανένα μοντέλο δεν μπορεί να αντικαταστήσει πλήρως το εικονιζόμενο αντικείμενο, καθώς εμφανίζει μόνο ορισμένες από τις ιδιότητές του. Αλλά μερικές φορές, κατά την επίλυση ορισμένων προβλημάτων διαφόρων επιστημονικών και βιομηχανικών τάσεων, η περιγραφή της εμφάνισης ενός μοντέλου μπορεί να είναι όχι μόνο χρήσιμη, αλλά ο μόνος τρόπος παρουσίασης και μελέτης των χαρακτηριστικών ενός αντικειμένου.
Πεδίο εφαρμογής ειδών μοντελοποίησης
Τα μοντέλα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης ζωής: στην επιστήμη, την εκπαίδευση, το εμπόριο, το σχέδιο και άλλους. Για παράδειγμα, χωρίς τη χρήση τους, είναι αδύνατο να σχεδιαστούν και να συναρμολογηθούν τεχνικές συσκευές, μηχανισμοί, ηλεκτρικά κυκλώματα, μηχανές, κτίρια κ.λπ., καθώς χωρίς προκαταρκτικούς υπολογισμούς καιη δημιουργία ενός σχεδίου, η απελευθέρωση ακόμα και του πιο απλού μέρους είναι αδύνατη.
Τα μοντέλα χρησιμοποιούνται συχνά για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Ονομάζονται περιγραφικά. Για παράδειγμα, από τη γεωγραφία, ένα άτομο λαμβάνει μια ιδέα για τη Γη ως πλανήτη μελετώντας μια σφαίρα. Τα οπτικά μοντέλα είναι επίσης σχετικά με άλλες επιστήμες (χημεία, φυσική, μαθηματικά, βιολογία και άλλες).
Με τη σειρά τους, τα θεωρητικά μοντέλα είναι περιζήτητα στη μελέτη των φυσικών και ακριβών επιστημών (βιολογία, χημεία, φυσική, γεωμετρία). Αντικατοπτρίζουν τις ιδιότητες, τη συμπεριφορά και τη δομή των αντικειμένων που μελετώνται.
Η μοντελοποίηση ως διαδικασία
Η μοντελοποίηση είναι μια μέθοδος γνώσης που περιλαμβάνει τη μελέτη των υπαρχόντων και τη δημιουργία νέων μοντέλων. Αντικείμενο γνώσης αυτής της επιστήμης είναι το μοντέλο. Οι τύποι μοντέλων ταξινομούνται σύμφωνα με διάφορες ιδιότητες. Όπως γνωρίζετε, κάθε αντικείμενο έχει πολλά χαρακτηριστικά. Κατά τη δημιουργία ενός συγκεκριμένου μοντέλου, επισημαίνονται μόνο τα πιο σημαντικά για την επίλυση της εργασίας.
Η διαδικασία δημιουργίας μοντέλων είναι η καλλιτεχνική δημιουργικότητα σε όλη της την ποικιλομορφία. Από αυτή την άποψη, σχεδόν κάθε καλλιτεχνικό ή λογοτεχνικό έργο μπορεί να θεωρηθεί ως πρότυπο ενός πραγματικού αντικειμένου. Για παράδειγμα, οι πίνακες είναι μοντέλα πραγματικών τοπίων, οι νεκρές φύσεις, οι άνθρωποι, τα λογοτεχνικά έργα είναι μοντέλα ανθρώπινων ζωών κ.λπ. Για παράδειγμα, όταν δημιουργείτε ένα μοντέλο αεροσκάφους προκειμένου να μελετηθούν οι αεροδυναμικές του ιδιότητες, είναι σημαντικό να αντικατοπτρίζονται οι γεωμετρικές ιδιότητες του πρωτοτύπου σε αυτό, αλλά το χρώμα του είναι απολύτως ασήμαντο.
Τα ίδια αντικείμενα μελετώνται από διαφορετικές επιστήμες από διαφορετικές οπτικές γωνίες και, κατά συνέπεια, οι τύποι των μοντέλων τους για μελέτη θα διαφέρουν επίσης. Για παράδειγμα, η φυσική μελετά τις διαδικασίες και τα αποτελέσματα της αλληλεπίδρασης των αντικειμένων, η χημεία - η χημική σύνθεση, η βιολογία - η συμπεριφορά και η δομή των οργανισμών.
Μοντέλο έναντι συντελεστή χρόνου
Σχετικά με το χρόνο, τα μοντέλα χωρίζονται σε δύο τύπους: στατικά και δυναμικά. Ένα παράδειγμα του πρώτου τύπου είναι η εφάπαξ εξέταση ενός ατόμου σε μια κλινική. Εμφανίζει μια εικόνα της κατάστασης της υγείας του αυτή τη στιγμή, ενώ ο ιατρικός του φάκελος θα είναι ένα δυναμικό μοντέλο, που αντικατοπτρίζει τις αλλαγές που συμβαίνουν στο σώμα σε μια χρονική περίοδο.
Μοντέλο. Είδη μοντέλων σχετικά με το σχήμα
Όπως είναι ήδη σαφές, τα μοντέλα μπορεί να διαφέρουν σε διαφορετικά χαρακτηριστικά. Έτσι, όλοι οι επί του παρόντος γνωστοί τύποι μοντέλων δεδομένων μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριες κατηγορίες: υλικό (αντικειμενικό) και πληροφοριακό.
Η πρώτη προβολή μεταφέρει τις φυσικές, γεωμετρικές και άλλες ιδιότητες των αντικειμένων σε υλική μορφή (ανατομικό μοντέλο, σφαίρα, μοντέλο κτιρίου κ.λπ.).
Οι τύποι μοντέλων πληροφοριών διαφέρουν ως προς τη μορφή υλοποίησης: πρόσημο και εικονιστικό. Τα εικονιστικά μοντέλα (φωτογραφίες, σχέδια, κ.λπ.) είναι οπτικές πραγματοποιήσεις αντικειμένων στερεωμένων σε ένα συγκεκριμένο μέσο (φωτογραφία, φιλμ, χαρτί ή ψηφιακό).
Χρησιμοποιούνται ευρέως στην εκπαιδευτική διαδικασία (αφίσες), στη μελέτη διαφόρωνεπιστήμες (βοτανική, βιολογία, παλαιοντολογία και άλλες). Τα μοντέλα σημαδιών είναι πραγματοποιήσεις αντικειμένων με τη μορφή συμβόλων ενός από τα γνωστά γλωσσικά συστήματα. Μπορούν να παρουσιαστούν με τη μορφή τύπων, κειμένου, πινάκων, διαγραμμάτων κ.λπ. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου, κατά τη δημιουργία ενός συμβολικού μοντέλου (οι τύποι μοντέλων μεταφέρουν ακριβώς το περιεχόμενο που απαιτείται για τη μελέτη ορισμένων χαρακτηριστικών ενός αντικειμένου), χρησιμοποιούνται πολλές γνωστές γλώσσες ταυτόχρονα. Ένα παράδειγμα σε αυτήν την περίπτωση είναι διάφορα γραφήματα, γραφήματα, χάρτες και παρόμοια, όπου χρησιμοποιούνται τόσο γραφικά σύμβολα όσο και σύμβολα ενός από τα γλωσσικά συστήματα.
Για να αντικατοπτρίζονται πληροφορίες από διάφορους τομείς της ζωής, χρησιμοποιούνται τρεις κύριοι τύποι μοντέλων πληροφοριών: δικτυακό, ιεραρχικό και πίνακα. Από αυτά, το πιο δημοφιλές είναι το τελευταίο, που χρησιμοποιείται για την καταγραφή των διαφόρων καταστάσεων των αντικειμένων και των χαρακτηριστικών τους δεδομένων.
Πίνακας υλοποίηση του μοντέλου
Αυτός ο τύπος μοντέλου πληροφοριών, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, είναι το πιο διάσημο. Μοιάζει με αυτό: είναι ένας συνηθισμένος ορθογώνιος πίνακας που αποτελείται από σειρές και στήλες, οι στήλες των οποίων είναι γεμάτες με σύμβολα μιας από τις γνωστές νοηματικές γλώσσες του κόσμου. Τα μοντέλα πινάκων χρησιμοποιούνται για τον χαρακτηρισμό αντικειμένων που έχουν τις ίδιες ιδιότητες.
Με τη βοήθειά τους μπορούν να δημιουργηθούν τόσο δυναμικά όσο και στατικά μοντέλα σε διάφορα επιστημονικά πεδία. Για παράδειγμα, πίνακες που περιέχουν μαθηματικές συναρτήσεις, διάφορα στατιστικά στοιχεία, δρομολόγια τρένων και ούτω καθεξής.
Μαθηματικάμοντέλο. Τύποι μοντέλων
Τα μαθηματικά μοντέλα είναι ένας ξεχωριστός τύπος μοντέλων πληροφοριών. Όλα τα είδη μαθηματικών μοντέλων αποτελούνται συνήθως από εξισώσεις γραμμένες στη γλώσσα της άλγεβρας. Η λύση αυτών των προβλημάτων, κατά κανόνα, βασίζεται στη διαδικασία αναζήτησης ισοδύναμων μετασχηματισμών που συμβάλλουν στην έκφραση μιας μεταβλητής με τη μορφή τύπου. Υπάρχουν επίσης ακριβείς λύσεις για ορισμένες εξισώσεις (τετράγωνες, γραμμικές, τριγωνομετρικές κ.λπ.). Κατά συνέπεια, για την επίλυσή τους, είναι απαραίτητο να εφαρμοστούν μέθοδοι λύσης με κατά προσέγγιση καθορισμένη ακρίβεια, με άλλα λόγια, τέτοιοι τύποι μαθηματικών δεδομένων όπως αριθμητικά (μέθοδος μισής διαίρεσης), γραφικά (γραφήματα σχεδίασης) και άλλα. Συνιστάται να χρησιμοποιείτε τη μέθοδο της μισής διαίρεσης μόνο με την προϋπόθεση ότι το τμήμα είναι γνωστό, όπου η συνάρτηση παίρνει πολικές τιμές για ορισμένες τιμές της ρίζας της εξίσωσης.
Και η μέθοδος σχεδίασης είναι ενιαία. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο στην περίπτωση που περιγράφηκε παραπάνω, όσο και σε μια κατάσταση όπου η λύση μπορεί να είναι μόνο κατά προσέγγιση και όχι ακριβής, στην περίπτωση της λεγόμενης "πρόχειρης" λύσης των εξισώσεων.
