Информационные модели управления объектами: примеры

Особенности информационного моделирования

Концепция информационного моделирования базируется на следующих принципах:

• информационное моделирование заключается в выявлении сущностей — группы объектов схожих по своим свойствам — в исследуемой предметной области;
• сущности состоят из объектов, называемых экземплярами сущностей;
• объекты имеют свои свойства — атрибуты;
• между объектами существуют связи.

Связи между объектами информационной модели определяют структуру данных.Различают следующие структуры данных:

• линейные;
• нелинейные.

Линейные структуры данных:

• односвязный список – структура, в которой у каждого элемента есть только один предыдущий и последующий элементы, обращение к элементам структуры осуществляется по адресу элемента в списке;
• стек – структура, имеющая по одному предыдущему и последующему элементу и организованная так, что первым извлекается последний присоединенный к структуре элемент;
• очередь – структура, имеющая по одному соседу до и после элемента, извлечение элементов из очереди осуществляется по принципу – первый пришел – первый ушел.

Нелинейные структуры данных:

• граф – многосвязная структура данных, имеющая один и более предков и потомков;
• дерево – частный случай графа, каждый элемент, за исключением корневого, имеет не более одного предка;
• таблица – универсальная форма для отображения структуры данных, которые распределены по однотипным строкам и столбцам.

Графы являются основными структурами, используемыми для описания сложных объектов. Элементы графа, соединяемые линиями, называются вершинами графа. Сами линии называются ребрами, если они не имеют направлений. Если вершины соединяются линиями со стрелками, то их называют дугами, а граф называют ориентированным.

Рис. 1. Ориентированный граф.

Стили речи

Научные книги – отличный примеры смешанной информационной модели: энциклопедия растений, по медицине, справочник по математике, лекарственных растений.

К литературному стилю относят: сказки, фантастические повести, детективные истории.

Ведь все эти книги, произведения написаны русским языком? Можно сказать, что тексты во всех случаях похожи? Нет, конечны. Ведь они выглядят, звучат совершенно по-разному. Несут совершенно разный посыл. А все потому, что материал в этих источниках написан различными стилями.

Большинство литературы написаны книжным стилем, но в первом случае используется научный стиль, а во втором – художественный. А общаемся мы, используя разговорный стиль речи.

Посмотрите на себя в зеркало и в 2 предложениях сделайте словесное описание внешности.

А книжный язык универсальный для любовного романа и сборника задач по физике? Конечно нет, для каждой функции нужен свой стиль.

В книгах чаще всего встречаются 2 стиля: научный и художественный. Думаю, вам легко будет рассказать, для чего и когда каждый из них используется.

Научный – для описания каких-то реальных или предполагаемых научных явлений, процессов, объектов. Тогда как художественный стиль описывает существующие явления, процессы, объекты, несуществующие (фантастические), щедро дополняя все эмоциями и выдумкой.

А сейчас мы определимся, какие качества характерны для каждого из стилей.

Для научного – лаконичность, логичность, четкость, доказуемость, использование фактов, сухость. Обязательным признаком такого текста будут слова-профессионализмы.

Профессионализмы – специфические термины, характерные для определенной сферы, направления или профессии. Фермеры используют слова протравка, окуривание. Журналисты – накладка, опечатка, фейк, утка, фитиль, полоса. Строители – обвалка, утяжка, усадка.

Художественный стиль направлен на передачу эмоций, он красочно описывает происходящее в сюжете, максимально задействуя все чувства читателя, его воображение. Поэтому, в таких текстах много красочных сравнений, оборотов. Все возможности лексики используются для описания героев, их внешности, их мыслей и чувств, взаимоотношений друг с другом, различных счастливых и драматических событий.

Посмотрите на эти 2 примера художественных описаний:

Что вы можете о них сказать?

Первый – щедро усыпан красочными, эмоциональными сравнения и прилагательными. Читая такой текст, читатель словно чувствует, как печет солнце, по телу стекают капли, а царапины пекут и ноют от боли. Плюс, в этом абзаце поместилась целая история.

А во втором случае все лаконично, никакого сюжета, только эмоция, ощущения главного героя, а из-за чего они возникли, непонятно. Автор использовал впечатляющие метафоры, которые позволили усилить эффект во много раз.

Метафоры – фразы в переносном смысле.

Интересно! Чтобы придать необычность тексту, используют такие нестандартные приемы:

написание фигурных стихов (строки и слова воздают различные фигуры – каллиграмма, стихографика);

акростих – из первых букв каждой строчки складывается слово. Часто такой прием используют для загадок.

Временная классификация информационных моделей

По тому, какой промежуток отображает модель, показывает ли она динамику какого-то процесса, словесные или смешные модели делят на статистические и динамические.

Статистические показывают что-то в один момент времени. Например, снимок зубов ребенка – зубной ряд, расположение и состояние клыков, резцов, передних, премоляров и моляров. Это образная информационная модель без динамики.

Динамические отображают изменение чего-либо в определенный временной отрезок. Для примера подойдет стоматологическая карточка школьника – в ней собранна информация за несколько лет. По рентгенологическим снимкам, описаниям, замерам можно отследить, как менялись зубы, какие выпадали и росли, когда это происходило, все проведенные манипуляции. Данные представлены в разных видах (мультипликативная смешанная модель), а на основании указанного в карте можно на компьютере сделать 3D видео модель челюсти, которое покажет, как происходит рост и изменение всего зубного ряда.

Определение информационной технологии

Способ построения сети зависит от требований менеджеров к
эффективности обмена информацией и управления всеми структурными
подразделениями организации. Повышение требований к эффективности использования
информации при управлении хозяйственным объектом привело к созданию сетевых
технологий, которые развиваются в соответствии с требованиями современных
условий функционирования организаций. Это включает в себя организацию не только
локальных вычислительных систем, но и многоуровневых (иерархических) и
распределенных информационных технологий в информационных системах управления
организацией. Все они ориентированы на технологическое взаимодействие,
организованное средствами передачи, обработки, накопления, хранения и защиты
информации.

Информация и связанные с ней процессы информационного
обеспечения сегодня становятся основным условием функционирования политико-административной
системы и принятия решений на любом уровне. Это подтверждается появлением и
глубоким проникновением новых технологий управления информацией во все
социальные институты, особенно в органы государственной власти.
«Новое» в данном случае означает принципиально отличающееся от
использованных до сих пор.

Информационные технологии — это система научно-технических
знаний, методов и инструментов, используемых для создания, сбора, передачи,
хранения и обработки информации. Новые информационные технологии позволяют
использовать компьютерное оборудование и телекоммуникационные средства при
работе с информацией. Внедрение новых информационных технологий изменяет
содержание различных видов деятельности, особенно административной, повышает
эффективность управления, выводит на новый, более высокий уровень информационное
обеспечение процессов принятия решений органами государственной власти.

Использование новых информационных технологий позволяет
выявить скрытые информационные структуры, представить слабо структурированные
компоненты управления в семиотическом (знаковом) виде, а в формировании
управленческой информации — исключить из потока данных данные, не выполняющие
вышеуказанных функций и используемые исключительно на основе стереотипов
мышления и традиций.

Государственная политика в области формирования информационных
ресурсов и информатизации направлена на создание условий для эффективного и
качественного информационного обеспечения решения стратегических и оперативных
задач социально-экономического развития Российской Федерации.

Основными направлениями государственной политики в области
информатизации являются:

• Обеспечить условия для развития и защиты всех форм собственности на информационные ресурсы;
• Образование и защита государственных информационных ресурсов;
• Создание и развитие федеральных и региональных информационных систем и сетей, обеспечение их совместимости и взаимодействия в едином информационном пространстве Российской Федерации;
• Создание условий для качественного и эффективного информационного обеспечения граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций и общественных объединений на основе государственных информационных ресурсов;
• Обеспечение национальной безопасности в области информатизации, а также обеспечение реализации прав граждан, организаций в условиях информатизации;
• Содействие формированию рынка информационных ресурсов, услуг, информационных систем, технологий, средств их предоставления;
• Формирование и реализация единой научно-технической и промышленной политики в области информатизации с учетом современного мирового уровня развития информационных технологий;
• Поддержка проектов и программ по компьютеризации;
• Создание и совершенствование системы привлечения инвестиций и механизма стимулирования разработки и реализации проектов информатизации;
• Развитие законодательства в области информационных процессов, информатизации и защиты информации.

Способы описания информационных моделей информатика

Моделирование – метод познания окружающего мира, состоящий в создании и исследовании моделей реальных объектов.

Модель отражает только часть свойств, отношений и особенностей поведения оригинала.

Информационные модели — описание объекта-оригинала на языках кодирования информации.

Информационная модель — набор признаков, содержащий всю необходимую информацию об исследуемом объекте.

Знаковые информационные модели строятся с использованием различных языков (знаковых систем).

С точки зрения информатики, решение любой производственной или научной задачи описывается следующей технологической цепочкой: «реальный объект — модель — алгоритм — программа — результаты — реальный объект». В этой цепочке очень важную роль играет звено «модель», как необходимый, обязательный этап решения этой задачи. Под моделью при этом понимается некоторый мысленный образ реального объекта (системы), отражающий существенные свойства объекта и заменяющий его в процессе решения задачи.

Виды моделей.

Различают четыре основных вида модельных представлений:

1. Графические представления.

2. Словесные описания.

3. Информационно-логические модели.

4. Математические (количественные) модели.

Моделирование в информатике – это составление образа какого-либо реально существующего объекта, который отражает все существенные признаки и свойства. Модель для решения задачи необходима, так как она, собственно, и используется в процессе решения.

В школьном курсе информатики тема моделирования начинает изучаться еще в шестом классе. В самом начале детей необходимо познакомить с понятием модели. Что это такое?

1. 1. Упрощенное подобие объекта;
   2. Уменьшенная копия реального объекта;
   3. Схема явления или процесса;
   4. Изображение явления или процесса;
   5. Описание явления или процесса;
   6. Физический аналог объекта;
   7. Информационный аналог;
   8. Объект-заменитель, отражающий свойства реального объекта и так далее.

Модель – это очень широкое понятие, как это уже стало ясно из вышеперечисленного

Важно отметить, что все модели принято делить на группы:. Источник

Источник

Информационная модель

Далее рассмотрим информационную модель в информатике. Ее проектирование изучается в школе. Преподается как базовый тип.

Следует заметить, что с этим видом моделирования нужно ознакомиться любому человеку, который видит свое будущее в IT-сфере. Как правило, все информационные модели создаются при помощи компьютерной техники. Причем речь идет не только конкретно о проектировании каких-то диаграмм, но используются еще и таблицы, рисунки, чертежи, схемы и так далее.

В целом информационная модель представляет собой свойства того объекта, который мы отображаем, максимально описывая его состояние, а также то, насколько он связан с окружающим миром, отношение к другим внешним предметам и влияние на них. Следует отметить, что информационной моделью может служить обычный текст, рисунок, словесное описание, чертеж, формула и так далее.

Такой вид отличается от других вышеперечисленных тем, что он является данными. То есть модель не имеет материального воплощения, так как считается примитивным комплексом информации, представленной в разном виде.

Реляционная модель базы данных

В реляционной модели, в отличие от иерархической или сетевой, не существует физических отношений. Вся информация хранится в виде таблиц (отношений), состоящих из рядов и столбцов. А данные двух таблиц связаны общими столбцами, а не физическими ссылками или указателями. Для манипуляций с рядами данных существуют специальные операторы.

В отличие от двух других типов СУБД, в реляционных моделях данных нет необходимости просматривать все указатели, что облегчает выполнение запросов на выборку информации по сравнению с сетевыми и иерархическими СУБД. Это одна из основных причин, почему реляционная модель оказалась более удобна. Распространённые реляционные СУБД: Oracle, Sybase, DB2, Ingres, Informix и MS-SQL Server.

«В реляционной модели, как объекты, так и их отношения представлены только таблицами, и ничем более».

РСУБД — реляционная система управления базами данных, основанная на реляционной модели Э. Ф. Кодда. Она позволяет определять структурные аспекты данных, обработки отношений и их целостности. В такой базе информационное наполнение и отношения внутри него представлены в виде таблиц — наборов записей с общими полями.

Реляционные таблицы обладают следующими свойствами:

• Все значения атомарны.
• Каждый ряд уникален.
• Порядок столбцов не важен.
• Порядок рядов не важен.
• У каждого столбца есть своё уникальное имя.

Некоторые поля могут быть определены как ключевые. Это значит, что для ускорения поиска конкретных значений будет использоваться индексация. Когда поля двух различных таблиц получают данные из одного набора, можно использовать оператор JOIN для выбора связанных записей двух таблиц, сопоставив значения полей.

Часто у полей будет одно и то же имя в обеих таблицах. Например, таблица «Заказы» может содержать пары «ID-покупателя» и «код-товара». А в таблице «Товар» могут быть пары «код-товара» и «цена». Поэтому чтобы рассчитать чек для определённого покупателя, необходимо суммировать цену всех купленных им товаров, использовав JOIN в полях «код-товара» этих двух таблиц. Такие действия можно расширить до объединения нескольких полей в нескольких таблицах.

Поскольку отношения здесь определяются только временем поиска, реляционные базы данных классифицируются как динамические системы.

Типы информационных моделей

Существуют два основных типа информационной модели объекта, которые определяются подходом к ее построению:

1. 3D-центричная. Часто ее ошибочно ассоциируют с 3D-моделью. В основе построения такого типа информационной модели объекта действительно лежит параметризованная трехмерная модель. Кроме трехмерной модели, 3D-центричная информационная модель объекта содержит различные инженерные данные (как структурированные, так и не структурированные). При этом организован переход от той или иной составляющей трехмерной модели (например, от трехмерного изображения оборудования) к прочим информационным единицам информационной модели, например, к техническим характеристикам этого оборудования, сведениям о размещении в технологической схеме и т.д. Такой тип модели идеологически подкрепляется тем, что процесс создания ее целесообразно начинать со стадии проектирования. При этом проектирование объекта должно проводиться с использованием трехмерных САПР. Несомненно, такую информационную модель можно построить не на стадии проектирования, а на более поздних стадиях ЖЦ. Для этого используется восстановление «трехмерных данных» из двухмерных чертежей «вручную». Такой подход для построения информационной модели всего объекта не всегда экономически целесообразен. Чаще трехмерная модель восстанавливается из двухмерных чертежей при реконструкции части объекта (например, цеха, установки и т.д.)

2. Data-центричная. В её основе лежит структура объекта (как правило, некое иерархическое дерево предприятия по зданиям, сооружениям, цехам, производствам и т.д.). Она включает в себя все инженерные данные объекта в виде параметров, документов, файлов, структур и трехмерных моделей. При этом включенные в такую информационную модель 3D- модели являются лишь ее частями. Построение такого рода информационной модели, как правило, целесообразно на стадиях жизненного цикла объекта, следующих за проектированием или на стадии проектирования, когда по ряду причин либо невозможно, либо нецелесообразно создавать единую трехмерную модель объекта.

Что такое информационная модель объекта: классификация и виды

Информационные модели могут принадлежать трем видам:

1. Математическому виду. Такие информационные модели описывают явления и процессы в виде математических формул и законов. При помощи таких моделей можно выразить законы природы, подтвердить логические решения, объяснить прогнозируемые ситуации и др.
2. Компьютерному виду. Такие модели описывают абстрактные типы данных. Написаны они по всем требованиям среды, которая будет их обрабатывать. Простыми словами — это компьютерные программы на каком-либо языке программирования.
3. Материальному виду. Такие модели отражают реальный объект, но не полностью, а частично. Например, детские игрушки, машинки, манекены, глобус и др.

Информационные модели могут быт созданы разными способами. Отталкиваясь от способов создания, различают 2 типа моделей:

1. Вербальный тип. Этот тип создается благодаря умственной деятельности человека и передается словами или жестами.
2. Знаковый тип. К этому типу принадлежат информационные модели, выраженные различными символами: текстом, кодом, формулой, рисунком, чертежом и др.

Цели моделирования

Рассматривая, что такое модель в информатике, необходимо также сказать и о целях ее создания.

Моделирование – довольно важный этап, так как он позволяет осуществить большое количество задач. Именно об этом мы далее и поговорим.

Для начала, моделирование позволит человеку больше узнать о том, что его окружает. Если говорить в обширном смысле, то в самой древности люди собирали какие-то данные, информацию, факты и передавали из поколения в поколение. Примером можно назвать модель нашего мира, которая называется “глобус”. В прошлые века, как правило, моделирование было построено на несуществующих объектах, с трудом познаваемыми человеком, которые на данный момент уже имеют свою реализацию в качестве материального предмета. Большинство из них прочно закрепились в нашей жизни. Речь может идти о зонтах, мельницах и так далее.

На данный момент модели систем информатики касаются путей достижения максимального эффекта от принимаемых решений, а также обращают внимание на последствия какого-либо процесса или же действия. Если говорить о последнем подпункте, то в пример можно привести модель, которая выясняет, какие последствия будут в результате повышения стоимости проезда либо после утилизации каких-либо отходов под землей

Разновидности моделей

Всю совокупность моделей, используемых в различных исследованиях можно поделить, исходя из различных оснований.

Результату моделирования свойственны адекватность, упрощенность, полнота, информативность, предсказуемость. Переход от оригинала к новому объекту происходит с учетом требований, вытекающих из целей и предметной области исследования.

Классифицировать их можно в зависимости:

• от цели исследования: модели научного эксперимента, комплексных испытаний и оптимизационные;

• от области применения: учебные (обучающие программы и тренажеры), опытные или натуральные (копии корабля или атома, представленные в нужных для исследования размерах); научно-технические (ускоритель электронов); игровые (экономические или стратегические игры); имитационные (допускают внесение поправок и проверку их воздействия на систему);

• от широты применения: специализированные (исследование конкретной системы) и универсальные (исследование широкого спектра систем);

• от учета фактора времени: статические (описывается система в конкретный момент времени) или динамическую (позволяет отследить изменения, происходящие в системе за проектируемый период времени);

• от наличия воздействий на систему: стохастические (воздействие возможно) или детерминированные (воздействие отсутствует)

• по способу представления: материальные и информационные.

Модели информационных систем по другим представленным основаниям могут относиться к любому из описанных классов.

Информационные модели

Информационная модель — модель объекта, представленная в виде информации, описывающей существенные для данного рассмотрения параметры и переменные величины объекта, связи между ними, входы и выходы объекта и позволяющая путём подачи на модель информации об изменениях входных величин моделировать возможные состояния объекта. Информационные модели нельзя потрогать или увидеть, они не имеют материального воплощения, потому что строятся только на информации. Информационная модель — совокупность информации, характеризующая существенные свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также взаимосвязь с внешним миром.

Информационные модели делятся на описательные и формальные. Описательные информационные модели — это модели, созданные на естественном языке (т.е. на любом языке общения между людьми: английском, русском, китайском, мальтийском и т.п.) в устной или письменной форме.

Формальные информационные модели — это модели, созданные на формальном языке (т.е. научном, профессиональном или специализированном). Примеры формальных моделей: все виды формул, таблицы, графы, карты, схемы и т.д. Хроматические (информационные) модели — это модели, созданные на естественном языке семантики цветовых концептов и их онтологических предикатов (т.е. на языке смыслов и значений цветовых канонов, репрезентативно воспроизводившихся в мировой культуре). Примеры хроматических моделей: «атомарная» модель интеллекта (АМИ), межконфессиональная имманентность религий (МИР), модель аксиолого-социальной семантики (МАСС) и др., созданные на базе теории и методологии хроматизма.

Виды моделей. Информационная модель Модель — общенаучное понятие, означающее как идеальный, так и физический объект анализа. Важным классом идеальных моделей является математическая модель — в ней изучаемое явление или процесс представлены в виде абстрактных объектов или наиболее общих математических закономерностей, выражающих либо законы природы, либо внутренние свойства самих математических объектов, либо правила логических рассуждений. Типы информационных моделей

Информационная модель — это модель данных, их структур и процедур обработки. Другими словами, информационная модель — это схема, описывающая информацию об объекте и процедуры его исследования. Считаем, что для более полного описания характеристик модели необходимо обратиться к понятию переменной, замещающей атрибут объекта познания.

Компьютерная информационная модель описывается совокупностью переменных, представленных абстрактными типами данных и сконструированных в соответствии с требованиями некоторой компьютерной среды, обусловленными ее (среды) средствами обработки информационной модели.

На основе предложенного определения, установлены признаки классификации информационных моделей: по количеству значений переменных (статистические и динамические); по способу описания переменных (натурные и знаковые: формализованные и неформализованные); по способу конструирования переменных: графические, идео-графические, графовые (гипертекстовые, сетевые, иерархические), текстовые, табличные, алгоритмические.

Можно выделить несколько типов информационных моделей, отличающихся по характеру запросов к ним. Материальная модель — это предметное отражение объекта с сохранением геометрических и физических свойств (игрушки, чучела животных, манекен, глобус). Материальной моделью считают химический или физический опыт.

Информационная модель — это совокупность информации, характеризующей свойства и состояние объекта, процесса, явления, а также их взаимодействие с окружающим миром. Информационные модели могут быть:

• вербальными — полученными в результате умственной деятельности человека и представлены в умственном или словесной форме; • знаковыми — выраженными рисунками, схемами, графиками, формулами и т.д.

Описание и инструкция для веника — информационная модель веника для пользователя — уборщика, а описание и технологическая карта изготовления веника — информационная модель и алгоритм изготовления веника для производителя веников.

Информационная модель — это информация об объекте или процесс, описывающей важные для конкретной решаемой задачи его типичные черты и свойства.

Информационная модель, отражая наиболее существенные свойства объекта, в действительности является лишь приближенным его описанием. Такие модели — относительные истины, через которые познается реальная действительность с постоянным приближением к истине.

Источник