Компъютерлік модель

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

№18 Билет

1. Модель түсінігі. Модель құрудың негізгі этаптары. Компьютерлік модельдің түрлері: математикалық, программалық, ақпараттық, дискриптивтік, статистикалық, сематикалық, детерминациялық, ықтималды, иммитациялық, алгоритмдік т. б.

2. Информатиканы оқыту кезеңдері. Информатиканы оқытудың психо-физиологиялық ерекшеліктері.

1. Модель (Model, simulator) - 1) қасиеттерi белгілі бір мағынадағы жүйенің немесе процестің қасиеттеріне ұқсас объектілер немесе процестер жүйесі; 2) сериялы бұйымдарды жаппай өндіруге арналған үлгі, эталон; кез-келген бір объекті жұмысы, мыс., процессордың жұмыс істеуін модельдейтін программа немесе құрылғы. Ол материалдық объект түрінде, математикалық байланыстар жүйесі ретінде немесе құрылымды имитациялайтын программа күйінде құрастырылады да, қарастырылатын объектінің жұмыс істеуін ерттеу үшін қолданылады. Модельге қойылатын негізгі талап - оның қасиеттерінің негізгі объектіге сәйкес келуі, яғни барабарлығы[1] .

Модельдеу (Моделирование; simulation) - кез-келген құбылыстардың, процестердің немесе объект жүйелерінің қасиеттері мен сипаттамаларын зерттеу үшін олардың үлгісін құру (жасау) және талдау; бар немесе жаңадан құрастырылған объектілердің сипатын анықтау немесе айқындау үшін олардың аналогтарында (моделінде) объектілердің әр түрлі табиғатын зерттеу әдісі. Модель төрт деңгейде түпнұсқаның гносеологиялық орынбасары бола алады: 1-элементтер деңгейінде, 2-құрылым дейгейінде, 3- қалып-күй немесе қызметтік деңгейін, 4-нәтижелер дейгейінде. Сипаты бойынша модельдеу материалдық және идеалдық болып бөлінеді. Материалдық модельдеу объектінің геометриялық, физикалық, динамикалық және қызметтік сипатын нақты дәл береді. Идеалдық модельдеуге объектінің ойдағы бейнесі жатады. Ойша модельдеу тіл көмегімен іске асырылады

Компъютерлік модель - 1) тандалынған программалық ортаға бейімделінген ақпараттық модельді ұсыну формасы;

2) программалық ортаның құралдарымен жасалынған модель [1] .

Компьютерлік модельдерге байланысты бастапқы жұмыстар гидравлика, жылу алмасу, қатты дененің механикасы т. с. с есептер тобын шешуде жүргізілді.

Модельдеу ЭЕМ мүмкіндіктері, жұмыс істеу принциптері мен математикалық модельдердің адаптациясы болатын күрделі теңцеулер жүйесінің сандык шешімін бейнелейді. Физикадағы компьютерлік модельдердің табыстары химия, электроэнергетика, биология есептерін шешуде де кең таралды. Компьютерлік модельдеу негізінде шешілетін есептердің күрделілігі ЭЕМ-нің мүмкіндіктеріне байланысты шектеледі.

Модельдеудің компьютерлік түрлері қазіргі кезде де кеңінен қолданыс табуда. Компьютерлік модельдеудің мүмкіндіктерін кеңейтіп, қолдану тәсілдерін жеңілдететін ішкі бағдарламалар мен сандық математика тәсілдерінің формаларымен толықтырылған функциялардың кітапханалары бар. Сондай-ақ, "компьютерлік модельдеу" түсінігі XX ғасырдың 50-ші жылдары биологиядағы күрделі жүйелерді автоматтандырылған экономикалық-ұйымдастырылған басқару жүйесін құруда жүйелік талдаумен жиі қолданған.

Күрделі жүйелерді талдаудағы компьютерлік модельдеу зерттелетін объектінің математикалық-логикалық күйін модельдеу, объектінің қызметтік алгоритміне айналатын, компьютерлерге арналған бағдарламаларды комплексті түрде дайындайтын имитациялық модельдеу болып табылады.

Кез-келген объект күйін имитациялауға болады, бірақ имитациялық модельдеу бәрінен бұрын таңдалған басқару стратегиясына тәуелді күрделі жүйелердің алдағы уақыттағы күйін болжаудың зерттелуін қарастырады.

Графикалық интерфейстер мен қолданбалы бағдарламалардың графикалык пакеттерінің дамуының негізінде объектінің сыртқы түрі мен құрылымын компьютерлік модельдеу кең таралды.

Қазіргі кезде компьютерлік модель ретінде:

- өзара байланысты компьютерлік суреттердің, кестелердің, схемалардың, диаграммалардың, графиканың, анимациялық фрагменттердің, гипертекстердің көмегімен сипатталған объектінің шартты бейнесі айтылады. Бұл түрдегі компьютерлік модельдер құрылымдық-функционалдық деп аталады;

- түрлі факторлардағы объектіге әсер ету шарттарының функциялану процесін имитациялауды реттелген есептеулер мен графикалық бейнелеулер нәтижесін шығаруға мүмкіндік беретін жеке бағдарламар комплекстері аталады.

Мұндай модельдер имитациялық компьютерлік модельдер деп аталады.

Имитациялық компьютерлік модельдеу модель бойынша модельдеуші жүйенің сандық және сапалық функциялану нәтижесін алуға негізделген. Модельдерді талдау нәтижесінде алынған сапалық қорытындылар күрделі жүйенің: құрамы, даму динамикасы, орнықтылығы, бүтіндігі сияқты бұрын белгісіз болып келген қасиеттерін ашуға мүмкіндік береді. Сандық қорытындылар негізінен жүйені сипаттайтын болашақ және бұрыннан белгілі параметрлердің мәндерін түсіндіруде болжамдық сипатты иеленеді.

Компьютерлік модельдеудің пәні ақпараттық есептеу желісі, технологиялық процесс болуы мүмкін.

Компъютерлік модельдеудің мақсаты - экономикалық, әлеуметтік, ұйымдастырушылық/техникалық сипатта шешім дайындап, қабылдауға пайдаланылуы мүмкін мәліметтер алу.

Компьютерлік математикалық модельдеу информатика пәнімен технологиялық жағынан байланысады. Компьютерлер мен ақпаратты өңдеудің сәйкес технологияларын пайдалану экологтардың, экономистердің, физиктердің және т. б. қызметтерінің ажырамас бөлігі.

Төменде келтірілген анықтамалар модельдер мен олардың айырмашылық ерекшеліктерін нақтылай түсінуге көмектеседі.

Табиғи (физикалық, заттық-энергетикалық) модельдеу - модель мен модельдеуші объект өзара нақты объектілерді немесе бірдей/түрлі физикалық процестерінің табиғатын бейнелейтін модельдеу.

Программалық модельдеу (Program document modification) -

1) құрылғының немесе жүйенің іс-әрекетін программаның көмегімен модельдеу;

2) программалық жасақтаманың жұмысын модельдеу[1] .

Ақпараттық модель - бұл объектінің қандай да бір тілдегі сипаттамасы. Модельдің абстракциялық компоненттері физикалық дене емес сигналдар мен белгілер болады. Түрлі белгілер жүйелерінде ақпараттық процестерді сипаттайтын белгілік модельдер класы.

Дескриптивтік (ағ. descriptive - сипаттамалық) модель - объектінің қандай да бір тілде сөздік сипатталуы.

Математикалық модель:

- объект және объекті элементтерінің қасиеттеріне, параметрлеріне, сыртқы әсерлердің күйін сипаттаумен анықталатын математикалық қатыстар (формулалар, теңсіздіктер, теңдеулер, логикалық қатыстар) тілінде жазылған жиынтық;

- математикалық символдар көмегімен өрнектелген объектінің жуық сипаттамасы (9-сурет) .

Математикалық модель (matemathical simulation) - объектінің қызметі мен құрылымын сипаттайтын математикалық тәуелділіктер жүйесі, яғни математикалық формулалар мен теңдеулер арқылы өрнектілітін объектілердің математикалық сиаттамалары.

Математикалық модельдеу (matemathical modeling) - процестер мен құбылыстарды олардың математикалық модельдерінде зерттеу әдісі. Тәжірибе жасауға мүмкіндік болмаған, қиын немесе қолайсыз жагдайларда ғана пайдаланылады. Жеке жағдайда аналитикалық модельдеу болып табылады [1] .

9-сурет. Математикалық модельдеу процесінің жалпы схемасы

Математикалық модельдер химия, биология, экология, гуманитарлық және әлеуметтік ғылым салалары үшін дәстүрлі модель түрі болып табылады.

Статистикалық модельдер уақыт мезетіне тәуелсіз жасалатын өзгерістерге орай объектілердегі тыныштық пен тепе-теңдік күйін бейнелейді. Бұл модельдерде уақыт параметрі болмайды.

Семантикалық модель (semantic model) - семантикалық жадта ұғымдарды граф түрінде ұсыну. Оның төбелерінде ұғымдар, терминалдық тeбелерінде элементерлық ұғымдар орналасқан, ал доғалар ұғымдардың арасындағы қатынастарды көрсетеді.

Семантикалық модельдеу (semantic simulation) - іске асыруда тәуелсіздігін сақтауда мәліметтердің мазмұнын (жеке-жеке формальдық тәсілмен) барынша толық жеткізу әдістерін әзірлеу мен қолдану [1] .

Динамикалық модель - уақытқа байланысты объект күйін сипаттайды, яғни модельдер уақытқа байланысты объектіде өтетін процестерді бейнелейді. Дербес жағдайда функциялану және даму модельдерін айтуға болады.

Детерминациялық модельдер - кездейсоқ әсерлер болмайтын процестерді бейнелейді.

Ықтималды модельдер - объектінің күйінің кездейсоқ ішкі/сыртқы әсерлермен анықталатын сипаттамасы. Ықтимал өзгеру сипатын уақытқа байланысты алдын-ала болжауы мүмкін емес процестер мен оқиғалардың сипаты.

Имитациялық алгоритмдік модельдеу - объектінің кездейсоқ факторлардың әсерін ескеретін, уақыт бойынша формалану процесі мен құрылымын бейнелейтін алгоритм формасындағы сипаттамалық мазмұны.

Гносеологиялық модельдер - табиғаттың объективті зандарын оқып үйренуге бағытталған (Күн жүйесі моделі, биосфераның дамуы т. с. с. )

Концептуалдық модель зерттелетін объектіге және анықталған зерттеу шеңберіне қатысты себеп-салдарлық байланыстар мен заңдылықтарды айқындауды сипаттайды,

Сенсуалдық модельдер (лат. Sensualis - сезімге, түйсікке негізделген) -адам сезіміне ықпал ететін сезімдік, эмоциялық (музыка, поэзия) модельдер.

Аналогтық модельдер - өзі нақты объект ретівде іс атқаратын, бірақ дәл сондай бейнеде көрінбейтін объект аналогы.

2) Жалпы оқытудың негізгі мақсаты - оқушыны дамыту. Осы мақсатқа сәйкес жас және педагогикалық психологиясында, сондай-ақ оқыту теәриясында негізгі орын алған мәселе - дамыта отырып оқытуды зерттейтін бағыт.

Баланы дамыту сөзін кең мағынада алғанда оның, әрганизміндегі психикалық және физиологиялық өзгерісі, кез- келген қасиетіндегі қарапайымнан күрделіге, төменгі сатыдан жоғарғы сатыға көшу деп түсінеді. Егер бұл мәселені оқыту мен дамытудың өзара қатынасы тұрғысынан қарастыратын болсақ, онда дамыту деп, әдетте ақыл-ойды дамытуды түсінеміз.

Мұндағы маңызды мәселе, баланың ақыл-ойын дамыту қай деңгейде оқытуға, ол қандай дәрежеде оның әрганизмінің табиғи дамуына тәуелділігімен қорытындыланады. Бұдан оқытудың потенциалды мүмкіндігінің шекарасын тағайындауға, сондай-ақ, нақты дидактикалық өзгерістің мақсаты мен міндетін анықтау шығады. Сондықтан оқыту мен дамытудың өзара қатынасы дидактиканың аса маңызды әдіснамалық мәселесі болып табылады.

Сонымен оқытудың жалпы мақсатына дидактикалық тұрғыдан осылай түсінік беруге болады.

Ал, енді информатиканы оқытып, үйретудің мақсаттары жалпы білім беретін орта және кәсіптік бағдар беретін мектептерде тәрбиелеу мен білім берудің жалпы мақсаттарымен, сонымен бірге ғылыми өзгешелігі, қазіргі қоғамдағы және ғылымдар жүйесіндегі алатын әрнымен анықталады.

Алғашқы кезеңде (1985-86 оқу жылы) иформатика пәнін мектепте оқытудың негізгі мақсаты оқушыларда компьютерлік сауаттылыкты қалыптастыру болып табылады. Алайда шетелдік және Отандық тәжірибелер оқу мақсатын бұлайша анықтаудың жеткіліксіз екенін көрсетті. Өйткені, компьютерлік сауаттылық (арнаулы ЭЕМ көмегімен сурет салу, жазу, есеп шығару) басқа пәндерді оқу барысында қалыптасатын жаллы сауаттылықтың құрамды бөліктерінің бірі болып табылады.

Әрине, компьютерлік сауаттылық курсы оқытудың; жалпы мақсаттары қатарынан шығарылып тасталмайды. Дегенмен де, курсты оқытудың басты мақсаты орта білім

беру мақсатынан туындайды.

Ортабілім берудің басты мақсаты - жеке тұлғаның өзіне, қоғамға қажет қабілеттерін қалыптастырып, дамыту және өз бетімен білім алу, өзін-өзі дамытуға жағдай жасау.

Сонымен, мектептің алдына төмендегідей үш негізгі мақсат қойылады:

1) білім беру;

2) тәрбиелік;

3) практикалық.

Енді мектепке тән осы негізгі мақсаттардың информатиканы оқытудың мақсаттарына қатысты болатынын көрсетейік.

Мектепте информатиканы оқытудың білім беру мақсаты - әрбір оқушыға информатика ғылымы негіздерінің алғашқы фундаментальды білімін беру, оқушыларға осы білімді мектепте оқытылатын басқа ғылымдардың негіздерін түпкілікті және сапалы түрде меңгеруге қажетті іскерліктер мен дағдыларды қалыптастыру болып табылады.

Информатика ғылымының жалпы білім берудегі қызметі өте жоғары. Информатикадан білім негіздерін меңгеру оқушылардың жалпы, ақыл - ойын дамытуға, олардың ойлау және шығармашылық қабылеттерін нығайтуға елеулі әсер етеді.

Сонымен, информктиканы оқытудың білім беру- дамытушылық мақсаты - оқушының шығармашылық қабілетін, жеке тұлғалық қасиетін қалыптастыруға, ақыл-ойын, ойлау өрісін, ынтамен дамытуға, яғни қызмет субъектісі ретінде қалыптастыруға бағытталған.

Мектептегі информатика курсының практикалық мақсаты - оқушылардың еңбекке және политехникалық дайындығына үлес қосу, олардың мектеп бітіргеннен кейінгі еңбек етуіне дайындығын қамтамасыз ететін білімдермен, дағдылармен және іскерліктермен қаруландыру.

Курстың бұл мақсаты қолданбалы және теәриялық аспектілердің байланысын жүйелі түрде ашып көрсетіп, алгоритмдеудің, программалаудың ЭЕМ-нің қазіргі кезеңдегі өндірістегі ролі мен маңызын айкындау болып табылады. Информатика курсында кәсіптік бағдарлау мақсатында информатикаға және ЭЕМ-ға байланысты мәліметтер, ЭЕМ-ны пайдаланатын басқа ғылымдар жайында мәліметтер берілуі тиіс. Мұнымен қатар, информатиканың практикалық мақсатының "тұрмыстық аспектісі" де бар. Ол күнделікті өмірде, тұрмыста жастарды компьютерлік техниканы сауатты пайдалануға үйретеді.

Қорыта келгенде, информатиканы оқытудың практикалық мақсаты - оқушыларды практикалақ қызметке, еңбекке, баска пәндерді оқыту процесінде практикалық есептер шешуге және оны информациялық қоғамда өмір сүруге дайындауға бағытталған.

Қазіргі кезде информатиканың ықпалына көп сүйенетін саланың бірі халық ағарту жүйесі.

Ал, мектептегі информатиканың проблемаларын қарастыратын сала мектеп информатикасы деп аталады.

Мектеп информатикасы информатика ғылымының бір саласы ретінде, мектептегі оқу процесінде пайдаланылатын, ЭЕМ-ді программалық, техникалық, оқу-әдістемелік және ұйымдастырушылық жақтарынан қамтамасыз етуді зерттейтін сала ретінде анықталады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.