Какой информационной моделью является представление файлов и каталогов
Для изучения окружающего мира человек многие столетия использовал модели, но как научный метод моделирование с опаской применяли ещё в \(XIX\) веке. Известен факт о недоверии Английского Адмиралтейства к опытам с моделью броненосца «Кэптон» учёного Эдварда Рида в \(1870\) году. В результате пренебрежения к опытам с «игрушкой» погибли люди. В России в \(1894\) году для решения проблем, связанных с устойчивостью кораблей, начал функционировать Опытовый бассейн, в котором проводили научные исследования с применением моделей кораблей.
С появлением компьютеров моделирование объектов, процессов и явлений привычно вошло в практику. Ни для кого не удивительно построение натурных моделей с помощью сканирования и печать этих моделей на \(3\)D-принтерах, математическое моделирование умных домов, процессов логистики, цифрового портрета покупателя, внедрение цифрового моделирования в планирование строительства и модернизации городского хозяйства.
Определим понятие модели, так как современная наука применяет это понятие в самых разнообразных смыслах.
Модель — представление реально существующего объекта, процесса или явления, содержащая свойства, действия или признаки, необходимые для изучения самого объекта или его взаимодействия с другими объектами.
«За дело, с богом!» Из шатра,
Толпой любимцев окружённый,
Выходит Пётр. Его глаза
Сияют. Лик его ужасен.
Движенья быстры. Он прекрасен,
Он весь, как божия гроза.
А. С. Пушкин «Полтава»
Натурной или материальной моделью называют модель, воспроизводящую реальный объект и передающую его внешние признаки, структуру или взаимодействие с другими объектами.
Информационная модель — совокупность информации об объекте, представленная одним из языков кодирования информации.
Разнообразие языков кодирования информации даёт возможность строить математические, графические, текстовые и другие модели.
Вернувшись к определению модели, мы обнаруживаем неточную формулировку «необходимые для изучения самого объекта или его взаимодействия с другими объектами». Как определить эти «необходимые» действия или признаки? Это сложная задача, связанная с построением адекватной модели. Про такие задачи говорят, что они плохо формализуемы, т. е., говоря простыми словами, нет заранее известного алгоритма, приводящего к хорошему результату. Также можно сказать, что построение модели — задача творческая.
Информационная модель является адекватной, если собранных сведений достаточно для реализации целей моделирования.
Например, нам необходимо составить план тренировок. Какие параметры спортсмена необходимо учесть? Если речь идёт о тяжёлоатлете или фигуристе, лыжнике или гимнасте, среди прочих параметров необходимо учесть рост и вес спортсмена. Но для спортсмена-шахматиста этот параметр будет не таким важным, даже с учётом того, что физические упражнения поддерживают здоровье шахматиста.
Сложные модели, о которых часто упоминают средства массовой информации, такие, например, как цифровые двойники в промышленности, градостроительстве и космосе, модели морских транспортных потоков, моделирование поведения вирусов и создание полимерных материалов неосуществимо без помощи компьютеров и даже современных суперкомпьютеров.
Компьютерное моделирование — реализация информационной модели средствами компьютерных приложений или специализированных пакетов программ.
Компьютерное моделирование даёт исследователям возможность уточнения модели в том случае, если в процессе исследования выясняется, что не все необходимые признаки объекта были собраны для построения адекватной модели.
Как это происходит:
1. на первом этапе построения компьютерной модели формулируется основная задача исследования.
2. На втором этапе выстраивается информационная модель.
3. По созданной модели разрабатывается компьютерная модель исследования, алгоритм.
4. Далее проводится компьютерный эксперимент.
5. Анализируются результаты эксперимента, и в зависимости от результатов либо уточняется задача (возвращение к этапу \(1\)), либо уточняется информационная модель (возвращение к этапу \(2\)), либо уточняется алгоритм исследования (возвращение к этапу \(3\)), либо проводится заново компьютерный эксперимент (возвращение к этапу \(4\)).
6. В завершение компьютерного моделирования делаются выводы об объекте моделирования. Можно считать, что объект изучен всесторонне.
Как называется метод познания, состоящий в исследовании объекта на его модели?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя существительное в именительном падеже, регистр значения не имеет),например: имитация.
Моделирование
Вопрос 2
Как называется процесс описания объекта на искусственном языке?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя существительное в именительном падеже, регистр значения не имеет),например: имитация.
Формализация
Вопрос 3
Как называется проверка соответствия модели исходному объекту моделирования?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя существительное в именительном падеже, регистр значения не имеет),например: имитация.
Верификация
Вопрос 4
Какое свойство является наиболее важным свойством модели?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя существительное в именительном падеже, регистр значения не имеет),например: имитация.
Адекватность
Классификация и формы представления моделей
Вопрос 1
Какой моделью является макет самолета?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальной.
Вопрос 2
Какой информационной моделью является представление файлов и каталогов?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальной.
Вопрос 3
Какой является модель гравитационного взаимодействия двух тел, записанная в виде формул?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальной.
Вопрос 4
Какой является модель электронного документооборота?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальной.
Методы и технологии моделирования
Вопрос 1
Звездное небо в планетарии является результатом какого моделирования?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социального.
Вопрос 2
Уравнения являются формами представления моделей при каком моделировании?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальном.
Вопрос 3
Задача моделирования эволюции реализуется на основе каких алгоритмов?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальных.
Вопрос 4
Для плохо формализованных задач используются какие методы?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальные.
Информационная модель объекта
Вопрос 1
Кассир обслуживает одного клиента за 21 минуту. В начале работы банка явился один человек. За некоторое время работы двух кассиров пришли еще 7 человек с интервалами 7 минут. Количество человек в очереди через 50 минут с начала работы банка равно …
Вопрос 2
Время работы карусели – с 10:00 до 19:00. Перед началом сеанса требуются 5 минут для посадки посетителей на карусель, а после окончания сеанса – 6 минут на высадку посетителей. Сеансы текущего дня представлены в таблице:
Количество интервалов длительностью более 50 минут, в которые карусель находилась в рабочее время без посетителей, равно …
Вопрос 3
Магазин осуществляет доставку бытовой техники. Необходимо перевезти 32 холодильника и 35 стиральных машин. Возможны три варианта погрузки в грузовой автомобиль. Первый вариант – 0 холодильников и 13 стиральных машин; второй вариант – 6 холодильников и 4 стиральные машины; третий вариант – 8 холодильников и 1 стиральная машина. Минимальное количество рейсов грузового автомобиля для перевозки всей бытовой техники равно …
Вопрос 4
В соревнованиях по биатлону получен представленный таблицей протокол, в котором записано время старта и финиша спортсменов по секундомеру:
После анализа протокола были найдены ошибки в распределении мест. Количество спортсменов, у которых запись занятого места в протоколе отражена неверно, равно …
Вопрос 5
Приведен фрагмент расписания движения поездов между четырьмя городами, где имеются вокзалы, от которых поезда отправляются ежедневно:
Турист оказался в 10:20 на вокзале города Г. Минимальное время в минутах, через которое он может попасть на вокзал Б, равно …
Правильный ответ: 528
Как называется метод познания, состоящий в исследовании объекта на его модели?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя существительное в именительном падеже, регистр значения не имеет),например: имитация.
Моделирование
Вопрос 2
Как называется процесс описания объекта на искусственном языке?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя существительное в именительном падеже, регистр значения не имеет),например: имитация.
Формализация
Вопрос 3
Как называется проверка соответствия модели исходному объекту моделирования?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя существительное в именительном падеже, регистр значения не имеет),например: имитация.
Верификация
Вопрос 4
Какое свойство является наиболее важным свойством модели?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя существительное в именительном падеже, регистр значения не имеет),например: имитация.
Адекватность
Классификация и формы представления моделей
Вопрос 1
Какой моделью является макет самолета?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальной.
Вопрос 2
Какой информационной моделью является представление файлов и каталогов?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальной.
Вопрос 3
Какой является модель гравитационного взаимодействия двух тел, записанная в виде формул?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальной.
Вопрос 4
Какой является модель электронного документооборота?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальной.
Методы и технологии моделирования
Вопрос 1
Звездное небо в планетарии является результатом какого моделирования?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социального.
Вопрос 2
Уравнения являются формами представления моделей при каком моделировании?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальном.
Вопрос 3
Задача моделирования эволюции реализуется на основе каких алгоритмов?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальных.
Вопрос 4
Для плохо формализованных задач используются какие методы?
Ответ необходимо записать в виде одного слова (имя прилагательное, регистр значения не имеет),например: социальные.
Имя файла обычно заканчивается комбинацией 3 символов, отделяющихся от имени точкой. Например, «Эмблема.bmp», «Реферат.doc», «Письмо.txt» и т.д. Как называется эта комбинация символов и для чего она используется?
+Это расширение файла и оно используется для классификации файлов по типу
-Это аббревиатура файловой системы, в которой работает пользователь
-Это домен, который используется для определения местонахождения компьютера и категории организации-владельца.
-Это имя каталога, в котором находится этот файл
Дополнительные параметры, определяющие свойства файла, – это
Какое наиболее распространенное расширение в имени текстовых файлов?
Архивный файл может иметь расширение
Архивный файл может иметь расширение
Какой из перечисленных форматов не относится к форматам сохранения графической информации?
Графический формат, позволяющий при сохранении фотографий получить наименьший объем –
Исполняемый файл, содержащий программу в виде исполнимого кода, и созданный для операционной системы Windows, имеет расширение
Из предложенного списка графическими форматами являются: А) TIFF; Б) BMP; В) JPG; Г) TXT; Д) MPI.
Служебная программа OC Windows «Очистка диска» служит для
-удаления редко используемых программ
+удаления временных файлов Интернета, установленных компонентов и программ, которые больше не используются, и очистки корзины
-только для очистки корзины
-проверки и очистки поверхности жесткого диска
Форматированием диска называется процесс
-выявления на нем устаревших файлов
-разбиения его на логические диски
+разбиения его поверхности на сектора и дорожки
-определения его объема
Какая из служебных программ позволяет объединить отдельные фрагменты файлов в цельные куски, благодаря чему дисковод быстрее передает в систему считанную информацию и производительность ПК возрастает?
-Программа сжатия данных на дисках
-Программа очистки диска
+Программа дефрагментации диска
-Программа проверки диска
Какая из служебных программ проверяет структуру данных, каталогов, таблиц размещения файлов в любом из системных дисков?
-Программа дефрагментации диска
+Программа проверки диска
-Программа сжатия данных на дисках
-Программа очистки диска
Программа ОС WINDOWS «Дефрагментация диска» – это
+системная служебная программа, выполняющая анализ локальных томов с последующим поиском фрагментированных файлов и папок
-системная служебная программа, выполняющая анализ локальных томов с последующим поиском и объединением фрагментированных файлов и папок
-системная служебная программа, выполняющая только анализ локальных томов на предмет наличия фрагментированных файлов и папок
-системная служебная программа, выполняющая анализ жестких дисков с последующим поиском и объединением фрагментированных файлов и папок
Служебная программа OC Windows «Проверка диска» выявляет
+логические ошибки в файловой структуре и физические ошибки, связанные с дефектами жесткого диска
Модель - очень широкое понятие, включающее в себя множество способов представления изучаемой реальности. Различают модели материальные (натурные) и идеальные (абстрактные). Материальные модели основываются на чем-то объективном, существующем независимо от человеческого сознания (каких-либо телах или процессах). Материальные модели делят на физические (например авто- и авиамодели) и аналоговые, основанные на процессах, аналогичных в каком-то отношении изучаемому (например, процессы в электрических цепях оказываются аналогичными многим механическим, химическим, биологическим и даже социальным процессам и могут быть использованы для их моделирования). Границу между физическими и аналоговыми моделями провести можно весьма приблизительно и такая классификация моделей носит условный характер.
Среди идеальных моделей можно выделить интуитивные модели, к которым относятся, например, произведения искусства - живопись, скульптура, литература, театр и т.д., но единого подхода к классификации остальных видов идеальных моделей нет. Иногда эти модели все разом относят к информационным. В основе такого подхода лежит расширительное толкование понятия «информация»: «информацией является почти все на свете, а может быть, даже вообще все». Такой подход является не вполне оправданным, так как он переносит информационную природу познания на суть используемых в процессе моделей - при этом любая модель является информационной. Более продуктивным представляется такой подход к классификации идеальных моделей, при котором различают следующие.
1. Вербальные (текстовые) модели. Эти модели используют последовательности предложений на формализованных диалектах естественного языка для описания той или иной области действительности (примерами такого рода моделей являются милицейский протокол, правила дорожного движения, настоящий учебник).
2. Математические модели - очень широкий класс знаковых моделей (основанных на формальных языках над конечными алфавитами), широко использующих те или иные математические методы. Например, можно рассмотреть математическую модель звезды. Эта модель будет представлять собой сложную систему уравнений, описывающих физические процессы, происходящие в недрах звезды. Математической моделью другого рода являются, например, математические соотношения, позволяющие рассчитать оптимальный (наилучший с экономической точки зрения) план работы какого-либо предприятия.
3. Информационные модели - класс знаковых моделей, описывающих информационные процессы (возникновение, передачу, преобразование и использование информации) в системах самой разнообразной природы.
Граница между вербальными, математическими и информационными моделями может быть проведена весьма условно; возможно, информационные модели следовало бы считать подклассом математических моделей. Однако, в рамках информатики как самостоятельной науки, отдельной от математики, физики, лингвистики и других наук, выделение класса информационных моделей является целесообразным. Информатика имеет самое непосредственное отношение и к математическим моделям, поскольку они являются основой применения компьютера при решении задач различной природы: математическая модель исследуемого процесса или явления на определенной стадии исследования преобразуется в компьютерную (вычислительную) модель, которая затем превращается в алгоритм и компьютерную программу, рис. 2.1.
Рис. 2.1. Обобщенная схема компьютерного математического моделирования
2. Виды моделирования в естественных и технических науках
Применительно к естественным и техническим наукам принято различать следующие виды моделирования:
- концептуальное моделирование, при котором совокупность уже известных фактов или представлений относительно исследуемого объекта или системы истолковывается с помощью некоторых специальных знаков, символов, операций над ними или с помощью естественного или искусственного языков;
- физическое моделирование, при котором модель и моделируемый объект представляют собой реальные объекты или процессы единой или различной физической природы, причем между процессами в объекте-оригинале и в модели выполняются некоторые соотношения подобия, вытекающие из схожести физических явлений;
- структурно-функциональное моделирование, при котором моделями являются схемы (блок-схемы), графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные специальными правилами их объединения и преобразования;
- математическое (логико-математическое) моделирование, при котором моделирование, включая построение модели, осуществляется средствами математики и логики;
- имитационное (программное) моделирование, при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера.
Разумеется, перечисленные выше виды моделирования не являются взаимоисключающими и могут применяться при исследовании сложных объектов либо одновременно, либо в некоторой комбинации. Кроме того, в некотором смысле концептуальное и, скажем, структурно-функциональное моделирование неразличимы между собой, так как те же блок-схемы, конечно же, являются специальными знаками с установленными операциями над ними.
Модель позволяет научиться правильно работать с объектом, апробируя различные варианты управления на его модели. Экспериментировать в этих целях с реальным объектом в лучшем случае бывает неудобно, а зачастую просто вредно или вообще невозможно в силу ряда причин (большой продолжительности эксперимента во времени, риска привести объект в нежелательное и необратимое состояние и т. п.)
Модель - это материальный или мысленно представляемый объект, замещающий в процессе изучения объект-оригинал, и сохраняющий значимые для данного исследования типичные его черты. Процесс построения модели называется моделированием.
Другими словами, моделирование - это процесс изучения строения и свойств оригинала с помощью модели. Приведем одну из возможных классификаций моделей.
Различают материальное и идеальное моделирование. Материальное моделирование, в свою очередь, делится на физическое и аналоговое моделирование.
Физическим принято называть моделирование, при котором реальному объекту противопоставляется его увеличенная или уменьшенная копия, допускающая исследование (как правило, в лабораторных условиях) с помощью последующего перенесения свойств изучаемых процессов и явлений с модели на объект на основе теории подобия. Примерами моделей такого рода служат: в астрономии - планетарий, в архитектуре - макеты зданий, в самолетостроении - модели летательных аппаратов и т. п.
Аналоговое моделирование основано на аналогии процессов и явлений, имеющих различную физическую природу, но одинаково описываемых формально (одними и теми же математическими уравнениями).
От предметного моделирования принципиально отличается идеальное моделирование, которое основано не на материальной аналогии объекта и модели, а на аналогии идеальной, мыслимой. Основным типом идеального моделирования является знаковое моделирование.
Знаковым называется моделирование, использующее в качестве моделей знаковые преобразования какого-либо вида: схемы, графики, чертежи, формулы, наборы символов.
Важнейшим видом знакового моделирования является математическое моделирование, при котором исследование объекта осуществляется посредством модели, сформулированной на языке математики. Классическим примером математического моделирования является описание и исследование законов механики Ньютона средствами математики.
Пример
Посмотрите на следующую запись и попробуйте определить, что скрывается за этими знаками:
Ответы, полученные от людей, имеющих различные специальности, будут сильно различаться. Вот некоторые из возможных вариантов.
Математик: "Это система двух линейных алгебраических уравнений с двумя неизвестными, но что именно она выражает, сказать не могу".
Инженер-электрик: "Это уравнения электрического напряжения или токов с активными напряжениями".
Инженер-механик: "Это уравнения равновесия сил для системы рычагов или пружин".
Инженер-строитель: "Это уравнения, связывающие силы деформации в какой-то строительной конструкции".
Схема процесса моделирования |
Объект -> Модель -> Изучение модели -> Знания об объекте |
Для построения моделей используют два принципа: дедуктивный (от общего к частному) и индуктивный (от частного к общему). При первом подходе рассматривается частный случай общеизвестной фундаментальной модели, которая приспосабливается к условиям моделируемого объекта с учетом конкретных обстоятельств. Второй способ предполагает выдвижение гипотез, декомпозицию сложного объекта, анализ, а затем синтез. Здесь широко используется подобие, поиск аналогий, умозаключение с целью формирования каких-либо закономерностей в виде предположений о поведении системы.
Технология моделирования требует от исследователя умения корректно формулировать проблемы и задачи, прогнозировать результаты, проводить разумные оценки, выделять главные и второстепенные факторы для построения моделей, находить аналогии и выражать их на языке математики.
В современном мире все шире применяется процесс компьютерного моделирования, подразумевающий использование вычислительной техники для проведения экспериментов с моделью.
Основные структуры в информационном моделировании, объекты и их связи, примеры информационных моделей
Рассмотрим информационные модели, отражающих процессы возникновения, передачи, преобразования и использования информации в системах различной природы. Начнем с определения простейших понятий информационного моделирования.
Экземпляром будем называть представление предмета реального мира с помощью некоторого набора его характеристик, существенных для решения данной информационной задачи (служащей контекстом построения информационной модели). Множество экземпляров, имеющих одни и те же характеристики и подчиняющиеся одним и тем же правилам, называется объектом.
Рис. 1.38. Пример абстрагирования при построении информационной модели
Таким образом, объект есть абстракция предметов реального мира, объединяемых общими характеристиками и поведением, рис. 1.38.
Информационная модель какой-либо реальной системы состоит из объектов. Каждый объект в модели должен быть обеспечен уникальным и значимымименем (а также идентификатором, служащим ключом для указания этого объекта, связи его с другими объектами модели). Таким образом обозначение, наименование объекта -это элементарная процедура, лежащая в основе информационного моделирования.
Объект представляет собой один типичный (но неопределенный) экземпляр чего-то в реальном мире и является простейшей информационной моделью. Объекты представляют некие «сущности» предметов реального мира, связанные с решаемой задачей.
Большинство объектов, с которыми приходится встречаться, относятся к одной из следующих категорий:
Реальный объект - это абстракция физически существующих предметов. Например, на автомобильном заводе это кузов автомобиля, двигатель, коробка передач; при перевозке грузов это контейнер, средство перевозки.
Роль - абстракция цели или назначения человека, части оборудования или учреждения (организации). Например, в университете как в учебном заведении это студент, преподаватель, декан; в университете как в учреждении это приемная комиссия, отдел кадров, бухгалтерия, деканат.
Событие - абстракция чего-то случившегося. Например, поступление заявления от абитуриента в приемную комиссию Университета, сдача (или несдача) экзамена.
Взаимодействия - объекты, получаемые из отношений между другими объектами. Например, сделка, контракт (договор) между двумя сторонами, свидетельство об образовании, выдаваемое учебным заведением его выпускнику.
Объекты-спецификации используются для представления правил, стандартов или критериев качества. Например, перечень знаний, умений и навыков выпускника математического факультета, рецепт проявления фотопленки.
Для каждого объекта должно существовать егоописание - короткое информационное утверждение, позволяющее установить, является некоторый предмет экземпляром объекта или нет. Например, описание объекта «Абитуриент университета» может быть следующим: человек в возрасте до 35 лет, имеющий среднее образование, подавший в приемную комиссию документы и заявление о приеме.
Предметы реального мира имеютхарактеристики (такие, например, как имя, название, регистрационный номер, дата изготовления, вес и т.д.). Каждая отдельная характеристика, общая для всех возможных экземпляров объекта, называется атрибутом. Для каждого экземпляра атрибут принимает определенное значение. Так, объектКнига имеет атрибуты Автор,Название, Год издания. Число страниц.
У каждого объекта должен бытьидентификатор - множество из одного или более атрибутов, значения которых определяют каждый экземпляр объекта. Для книги атрибуты Автор и Название совместно образуют идентификатор. В тоже время Год издания и Число страниц идентификаторами быть не могут - ни врозь, ни совместно, так как не определяют объект. Объект может иметь и несколько идентификаторов, каждый из которых составлен из одного или нескольких атрибутов. Один из них может быть выбран как привилегированный для соответствующей ситуации.
Объект может быть представлен вместе со своими атрибутами несколькими различными способами. Графически объект может быть изображен в виде рамки, содержащей имя объекта и имена атрибутов. Атрибуты, которые составляют привилегированный идентификатор объекта, могут быть выделены (например, символом * слева от имени атрибута):
В эквивалентном текстовом представлении это может иметь следующий вид:
Книга (Автор. Название. Год издания. Число страниц).
Привилегированный идентификатор подчеркивается.
Еще одним способом представления объекта информационной модели является таблица. В этой интерпретации каждый экземпляр объекта является строкой в таблице, а значения атрибутов, соответствующих каждому экземпляру, - клетками строки, табл. 1.11.
Читайте также: