Wenn ein Mensch die Wörter „Modell“ und „Modellieren“ hört, gehen ihm normalerweise Bilder seiner Kindheit durch den Kopf: kleine Kopien von Autos und Flugzeugen, ein Globus, eine Schaufensterpuppe, Modelle von Gebäuden ... Diese und viele andere Dinge spiegeln häufig einige allgemeine Eigenschaften oder Funktionen realer Objekte oder Objekte nur in einer vereinfachten Form wider. Mit solchen Modellen lassen sich die Merkmale des Originals leichter erklären. Informationsmodell Die Beispiele, die viele der schwierig zu verstehenden Prozesse klar erklären, unterliegen auch den grundlegenden Anforderungen der Modellierung.
Ziele
Das Vorstehende kann uns zu dieser Schlussfolgerung führen: Modelle, die realen Objekten oder Prozessen ähnlich sind, sollten nicht alle Eigenschaften der Originale widerspiegeln, sondern nur die Eigenschaften, die für ihre Verwendung in einer bestimmten Situation stärker nachgefragt werden. Es ist nicht erforderlich, alle Eigenschaften des Objekts anzuzeigen. Dies kann zu einer Komplikation des Modells und zu einer Beeinträchtigung seiner Verwendung führen. Daher ist es sehr wichtig zu verstehen, zu welchem Zweck das Modell erstellt wurde und welche Parameter in diesem speziellen Fall berücksichtigt werden sollten. Bei der Modellierung muss eine solche logische Kette strikt eingehalten werden: "Objekt - Ziel - Modell".
Informationsmodell. Beispiele. Systemanalyse
Bei der Festlegung des Modellierungsziels stellt sich die Frage nach der Richtigkeit und Vollständigkeit der Erstellung einer Liste von Eigenschaften und Merkmalen des zukünftigen Modells. Die Beschreibung des Modellierungsobjekts wird häufig als "Informationsmodell" bezeichnet. Beispiele für seine Verwendung können in verschiedenen Formen gesehen werden: grafisch, verbal, tabellarisch, mathematisch und vielen anderen. Je genauer das Informationsmodell ist, desto qualitativer und vollständiger zeigt es die Gesamtheit der Eigenschaften des ursprünglichen Objekts an. Aus diesem Grund müssen nur die für die Modellierung wichtigsten Parameter ausgewählt und Beziehungen zwischen ihnen hergestellt werden. Dieser Prozess wird als Systemanalyse bezeichnet.
Präsentationsform
Eines der Merkmale eines Informationsmodells ist die Form seiner Darstellung, die eng mit dem Zweck der Erzeugung eines Bildes zusammenhängt. Wenn eine der Anforderungen an ein Projekt die Sichtbarkeit ist, wird ein grafisches Informationsmodell verwendet. Beispiele hierfür sind nicht schwer zu finden: Stromkreise, Karten des Gebiets, verschiedene Grafiken und Zeichnungen. Darüber hinaus können dieselben Daten, beispielsweise ein Diagramm der Temperatur während des Monats, in verschiedenen Formen dargestellt werden, beispielsweise in Tabellenform oder in Textform.
Simulation verwenden
Wenn ein Informationsmodell erstellt wird, können seine Parameter verwendet werden, um ein reales Objekt zu untersuchen, sein Verhalten unter verschiedenen Bedingungen vorherzusagen und Berechnungen durchzuführen. Häufig handelt es sich um gemischte Informationsmodelle. Beispiele für die Verwendung dieser Form der Modellierung finden sich häufig in der Konstruktion, wenn einzelne Merkmale eines komplexen Objekts, beispielsweise eines Gebäudes, in Form von Zeichnungen, mathematischen Festigkeitsberechnungen und zulässigen Belastungen gebildet und reflektiert werden.
Ein weiteres markantes Beispiel für ein gemischtes Informationsmodell ist eine geografische Karte mit ihren topografischen Symbolen, Inschriften und Tabellen. Ein solches Modell kann auch in Form von Grafiken, Diagrammen, Tabellen, Diagrammen dargestellt werden. Letztere sind bedingt in Karten, Flussdiagramme und Grafiken unterteilt.
Klassifizierung
Um die Arbeit mit Informationsmodellen zu vereinfachen, sind sie bedingt in mehrere große Blöcke unterteilt: nach Verwendungsbereich, Zeitfaktor, Wissenszweig und Darstellungsform.Sie können auch nach Konstruktionsart (tabellarisch, hierarchisch und vernetzt), nach Form der Datenpräsentation (signiert und bildlich signiert) und nach Objekt (Beschreibung der Eigenschaften eines Objekts oder Prozesses) unterteilt werden.
Als nächstes werden wir überlegen, wo genau wir das Informationsmodell treffen können, Beispiele und Formen seiner Verwendung werden ebenfalls nicht ignoriert. Wir erwähnen nur häufig verwendete Arten.
Typische Beispiele für Bildinformationsmodelle
Formen von Modellen dieses Typs unterscheiden sich durch ein grafisches Bild eines Objekts, das auf einem Informationsträger (Film, Papier, Karton) befestigt ist.
Diese Art von Modellen kann auf verschiedene Fotografien, Zeichnungen, Grafiken zurückgeführt werden. Beispiele für einfallsreiche Informationsmodelle finden sich häufig in Bildungseinrichtungen, in denen Plakate viele Informationen in grafischer Form bereitstellen. Eine andere Möglichkeit für die Verwendung sind Illustrationen in jedem Schulbuch, wie beispielsweise ein Diagramm des Aufbaus von Truppen in der Schlacht von Stalingrad. Beispiele für ein figuratives Informationsmodell finden sich in wissenschaftlichen Organisationen, in denen Objekte durch ihre externen Attribute voneinander getrennt sind.
Einteilung der Modelle nach Zeit
Modelle können statisch und dynamisch sein. Die Eigenschaften eines Objekts in einem bestimmten Zeitrahmen werden durch statische Informationsmodelle beschrieben. Beispiele für ihre Verwendung können beim Bau eines Hauses gefunden werden, wenn seine Festigkeit und Beständigkeit gegenüber statischer Belastung berücksichtigt werden. Oder in der Zahnheilkunde, die den Zustand der Mundhöhle des Patienten während der aktuellen Verabreichung beschreibt: Anzahl der Füllungen, Vorhandensein von Defekten usw.
Wenn wir die Dynamik von Zustandsänderungen des Patienten in mehreren Schritten oder über mehrere Jahre betrachten, wird ein dynamisches Modell verwendet, um dieselben Merkmale zu beschreiben.
Beispiele für dynamische Informationsmodelle treten auf, wenn mit Faktoren oder Merkmalen gearbeitet wird, die sich mit der Zeit ändern. Dazu gehören Temperaturänderungen, seismische Schwingungen usw.
Verbale Muster
Zu den informativen gehören auch verbale Modelle, die umgangssprachlich oder mental dargestellt werden. Sie werden auch "verbale Informationsmodelle" genannt. Beispiele für eine solche Modellierung können während der Fahrt beobachtet werden: Die Situation auf der Straße, die Anzeigen von Ampeln, die Geschwindigkeit benachbarter Autos usw. werden von einer Person analysiert. In diesem Fall wird ein bestimmtes Verhaltensmodell entwickelt. Wenn die aktuelle Situation korrekt modelliert ist, ist dieser Abschnitt des Pfades sicher. Wenn nicht, ist die Wahrscheinlichkeit eines Unfalls hoch.
Zu den verbalen Modellen gehört auch ein Reim, der durch das Gehirn des Dichters schoss, oder ein Bild einer Landschaft vor dem Geist des Künstlers, das noch nicht auf die Leinwand aufgetragen wurde.
Zum verbalen Typ gehört auch das deskriptive Informationsmodell, bei dem es sich um eine schriftliche oder mündliche Beschreibung eines Objekts mittels Sprache handelt. Ein Beispiel für ein beschreibendes Informationsmodell: Prosa in Belletristikbüchern, Beschreibungen in Belletristik, textuelle Beschreibung von Ereignissen und Objekten.
Modelle unterzeichnen
Wenn die Merkmale des Objekts in Form von Sonderzeichen erscheinen, die in einer formalen Sprache angezeigt werden, handelt es sich um ikonische Informationsmodelle. Beispiele davon umgeben uns von allen Seiten: Grafiken, Diagramme, Texte usw. 
Zeichen- und Sprachmodelle sind eng miteinander verbunden: Ein mentales Bild kann in eine Zeichenform gekleidet werden, und ein Zeichenmodell bildet ein bestimmtes mentales Bild. Zum Beispiel, nachdem eine Beschreibung eines Phänomens gelesen wurde, erstellt eine Person ihr Modell für sich selbst und kann, nachdem sie diesem Phänomen im Leben begegnet ist, sie anhand des gebildeten Modells erkennen.
Zeicheninformationsmodelle können in geometrische, verbale, mathematische, strukturelle, logische und spezielle Modelle unterteilt werden.
Mathematische Modelle
Als Vorzeichenoption können Sie ein mathematisches Informationsmodell in Betracht ziehen.Ihre Besonderheit ist, dass Merkmale, Parameter oder Prozesse durch mathematische Formeln dargestellt werden. Diese Ansicht beschreibt auch die Beziehung zwischen den quantitativen Merkmalen von Objekten. Wenn wir beispielsweise die Masse eines Körpers kennen, können wir die Rate seines freien Falls zu einem bestimmten Zeitpunkt berechnen. Darüber hinaus werden Informationsobjekte in der Regel in Form von mathematischen Objekten dargestellt.
Mathematische Modelle können in verschiedene Typen unterteilt werden: statische, dynamische, diskrete, kontinuierliche, simulierte, probabilistische, logische, multiple, algorithmische, Spielmodelle usw.
Tabellarische Modelle
Ein Modell, dessen Objekte oder Eigenschaften in einer Liste dargestellt werden und dessen Werte sich in den Zellen einer rechteckigen Tabelle befinden, wird als Tabelle bezeichnet. Dies ist eine der häufigsten Arten der Informationsübertragung. Mithilfe von Tabellen können statische und dynamische Informationsmodelle in verschiedenen Anwendungsbereichen gebildet werden. Im Leben verwenden wir dies zum Beispiel, wenn wir einen Transportplan, ein Fernsehprogramm, ein Wettertagebuch usw. erstellen.
Arten von tabellarischen Informationsmodellen
Es gibt drei Arten von Tabellen: binär, "Objekt-Eigenschaft", "Objekt-Objekt". Um Beispiele für tabellarische Informationsmodelle zu geben, müssen Sie deren Struktur analysieren.
In Tabellen vom Typ "Objekt-Objekt" werden in der ersten Zeile und in der ersten Spalte Objekte aufgelistet. Die verbleibenden Zellen geben die Beziehung zwischen ihnen wieder. Die Tabelle, in deren Spalten und Zeilen die Namen der Städte stehen und deren Inhalt das Vorhandensein eines qualitativen Charakters der Beziehung zwischen ihnen (das Vorhandensein einer direkten Straße) zeigt, kann als Beispiel für den Typ "Objekt-Objekt" dienen.
In Tabellen vom Typ "Objekt-Eigenschaft" enthält jede Zeile die Parameter eines Objekts oder Ereignisses, und die Spalten enthalten Informationen zu ihren Merkmalen oder Eigenschaften. Ein Beispiel für diese Art von Struktur können Informationen über Änderungen der Wetterbedingungen an verschiedenen Tagen sein.
Hierarchische und Netzwerkinformationsmodelle
Tabellarische Modelle eignen sich für kleine Objektsysteme. Bei der Erstellung eines komplexen Systems kann das Modell zu groß und unpraktisch werden, da es in Form einer rechteckigen Tabelle dargestellt wird. Wenn Sie beispielsweise ein Tabellendiagramm der U-Bahn-Linie mit Stationsobjekten erstellen und angeben, ob es einen Übergang oder eine Kreuzung zwischen diesen Objekten gibt, weist eine solche Tabelle eine enorme Redundanz auf - mehr als zehntausend Werte, und es ist sehr schwierig, sie zu verwenden.
Hierarchische Systeme werden in der Regel in Form von Diagrammen grafisch dargestellt - Verbindungen zwischen Objekten, die über Ebenen verteilt sind. Alle Elemente der oberen Ebenen bestehen aus unteren Elementen, und die Elemente der unteren Ebene gehören nur zu einem Element einer höheren Ebene. Ein besonderes Beispiel für diesen Modelltyp ist der Stammbaum.
Netzwerkmodelle sind kompakter, da sie die wichtigsten Verbindungen zwischen Objekten widerspiegeln. Meist werden sie grafisch dargestellt. Ein Beispiel für ein solches Netzwerkmodell ist das U-Bahn-Liniendiagramm.
Verwendung von Informationsmodellen bei der Modellierung auf einem Computer
Es ist praktisch, Simulationen mit Computertechnologie durchzuführen. Der Prozess selbst kann in mehrere Stufen unterteilt werden.
Zunächst wird ein Informationsmodell erstellt: die Ermittlung der laufenden Forschung, die Zuordnung wichtiger Objektparameter, die diesem Ziel entsprechen, und die Entfernung nicht wesentlicher Parameter.
In der zweiten Stufe wird ein formalisiertes Modell erstellt: Das deskriptive Informationsmodell wird mit Hilfe der formalen Sprache ausgedrückt, die Beziehungen zwischen den Mengen werden festgelegt und die notwendigen Beschränkungen für ihre Änderung werden festgelegt.
In der nächsten Phase wird das formalisierte Modell in ein Computer-Modell umgewandelt, dh es wird ein Algorithmus erstellt, Berechnungen ausgeführt, Programme geschrieben oder spezielle Software verwendet.
Nach Prüfung der Richtigkeit der Erstellung des Modells und der Übereinstimmung mit dem Verwendungszweck beginnt die direkte Verwendung. Bei Bedarf wird eine Korrektur durchgeführt.
Der Einsatz von Computertechnologie vereinfacht die Erstellung von Informationsmodellen, deren Änderung, Korrektur erheblich. Es ist möglich, das simulierte Objekt in einer beliebigen Umgebung zu platzieren und sein Verhalten oder seine Veränderung unter verschiedenen Bedingungen zu überprüfen, ohne es diesen Faktoren auszusetzen.
