Методика изучения информационных технологий в рамках школьного курса информатики
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
нформационных системах;
.вербальные (т.е. словесные текстовые) языковые модели;
.информационные (компьютерные) технологии, которые надо делить
- на инструментальное использование базовых универсальных программных средств (текстовых редакторов, СУБД, табличных процессоров, телекоммуникационных пакетов);
- на компьютерное моделирование, представляющие собой:
вычислительное (имитационное) моделирование;
"визуализацию явлений и процессов" (графическое моделирование);
"высокие" технологии, понимаемые как специализированные прикладные технологии, использующие компьютер (как правило, в режиме реального времени) в сочетании с измерительной аппаратурой, датчиками, сенсорами и т.д.
Итак, укрупнённая классификация моделей такова.
1. Вербальные (текстовые) модели. Эти модели используют последовательности предложений на формализованных диалектиках естественного языка для описания той или иной области действительности (примерами такого рода моделей являются милицейский протокол, правила дорожного движения).
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. Математический 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.
Информационная модель задачи.
Граница между вербальными, математическими и информационные моделями может быть проведена весьма условно. Вполне возможно считать информационные модели подклассом математических моделей. Однако, в рамках информатики как самостоятельной науки, отдельной от математики, физики, лингвистики и других наук, выделение информационных моделей в отдельный класс является целесообразным.
Отметим, что существуют и иные подходы к классификации абстрактных моделей; общепринятая точка зрения здесь ещё не установилась. В частности, есть тенденция резкого расширения содержания понятия "информационная модель", при котором информационное моделирование включает в себя и вербальные, и математические модели.
Компьютерное математическое моделирование связано с информатикой технологически; использование компьютеров и соответствующих технологий обработки информации стало неотъемлемой и необходимой стороной работы физика, инженера, экономиста, эколога, проектировщика ЭВМ и т.д. Неформализованные вербальные модели не имеют столь явно выраженной привязки к информатике.
В рамках нашего исследования под информационной моделью задач мы будем понимать сетевую модель, основанную на формализме сетей Петри. Сетевая модель состоит из опорной и ультра сети. Опорная сеть есть модель задачи, построенная на основе анализа условия задачи. Ультра сеть позволяет проанализировать технологию или методику решения данного класса задач. Такая модель задачи позволяет выбрать наиболее эффективную технологию для решения задач. В классической триады "модель-алгоритм программа", под программой понимали программу написанную на языке программирования высокого уровня. В нашей методике понятие программы в этой схеме трактуется более широко. Это может быть технология, схема решения задачи с использованием прикладных программ.
Для уточнения всех этих понятий и самого механизма построения информационной модели задач рассмотрим следующий пример более подробно.
Пример. Построим информационную модель операционной системы ЭВМ (Чечкин А. В.)
Рис.1. Сетевая модель операционной системы ЭВМ
В предметной области изображены следующие опорные множества:
р1 - множество возможных модулей ЭВМ, т.е. физических (аппаратных) структур ЭВМ, отражающих наличие процессоров, коммутаторов, общей оперативной памяти, совокупности селекторных и мультиплексорных каналов, устройств ввода-вывода, внешних запоминающих устройств и т.д.;
р2 - множество возможных отношений между модулями ЭВМ, т.е. организаций процесса функционирования ЭВМ, отражающих доступность отдельных процессоров, возможность одновременного решения нескольких задач на отдельных процессорах, допустимость и ограниченность длины очереди задач, характер перераспределения задач по свободным и исправным процессорам и отправки задач в очередь, характер управления процессорами, очередью и т.д.;
р3 - множество возможных входящих потоков задач в ЭВМ, связанных, например, с одновременным управлением несколькими динамическими объектами, с обработкой систематически поступающих сведений и т.д.;
p4 - множество возможных состояний ЭВМ в целом с учетом имеющихся модулей ЭВМ и отношений между модулями, т.е. частей ЭВМ, которые отражены в опорных множествах р1, р2.
Опорное множество р1 будем математически моделировать нагруженным мультиграфом Х1 в котором вершины соответствуют всем возможным модулям ЭВМ, дуги соответствуют