عندما يسمع الشخص عبارة "النموذج" و "النمذجة" ، عادة ما تمر صور طفولته بعيونه: نسخ صغيرة من السيارات والطائرات ، كرة أرضية ، عارضة أزياء ، نماذج من المباني ... غالبًا ما تعكس هذه الأشياء وغيرها الكثير من الخصائص العامة أو وظائف الكائنات أو الكائنات الحقيقية ، فقط في شكل أكثر بساطة. باستخدام مثل هذه النماذج ، يمكن للمرء بسهولة أكثر شرح ميزات الأصلي. نموذج المعلومات الأمثلة التي توضح بوضوح العديد من العمليات الصعبة لفهمها ، تخضع أيضًا للمتطلبات الأساسية للنمذجة.
أهداف
يمكن أن يقودنا ما سبق إلى هذا الاستنتاج: النماذج ، كونها مماثلة لكائنات أو عمليات حقيقية ، لا ينبغي أن تعكس جميع خصائص النسخ الأصلية ، ولكن فقط تلك الخصائص التي هي أكثر طلبًا على استخدامها في موقف معين. ليست هناك حاجة لعرض مجموعة متنوعة من خصائص الكائن - وهذا يمكن أن يؤدي إلى تعقيد النموذج وإزعاج استخدامه. لذلك ، من المهم للغاية فهم الغرض من إنشاء النموذج ، وما هي المعلمات التي ينبغي أن تنعكس في هذه الحالة بالذات. عند وضع النماذج ، من الضروري التقيد الصارم بمثل هذه السلسلة المنطقية: "كائن - هدف - نموذج".
نموذج المعلومات. أمثلة على ذلك. تحليل النظام
عند تشكيل هدف النمذجة ، يطرح السؤال حول صحة واكتمال إنشاء قائمة من صفات وخصائص النموذج المستقبلي. غالبًا ما يطلق على وصف كائن النمذجة مصطلح "نموذج المعلومات". يمكن رؤية أمثلة على استخدامه في أشكال مختلفة: الرسومية واللفظية والجدولية والرياضية وغيرها الكثير. كلما كان نموذج المعلومات أكثر دقة ، زاد عرض خصائص الكائن الأصلي من حيث النوعية والكامل. لذلك ، من الضروري تحديد المعلمات الأكثر أهمية فقط للنمذجة وإقامة علاقات بينها. هذه العملية تسمى تحليل النظام.
نموذج العرض
إحدى خصائص نموذج المعلومات هي شكل العرض التقديمي الذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بهدف إنشاء صورة. إذا كان أحد متطلبات المشروع هو رؤيته ، فسيتم استخدام نموذج معلومات رسومية. من الصعب العثور على أمثلة على ذلك: الدوائر الكهربائية ، خرائط المنطقة ، الرسوم البيانية والرسومات المختلفة. علاوة على ذلك ، يمكن تقديم نفس البيانات ، على سبيل المثال ، رسم بياني لدرجة الحرارة خلال الشهر ، في أشكال مختلفة ، على سبيل المثال ، في جدولي أو نصي.
باستخدام المحاكاة
عند تكوين نموذج معلومات ، يمكن استخدام المعلمات لدراسة كائن حقيقي ، والتنبؤ بسلوكه في ظروف مختلفة ، وإجراء العمليات الحسابية. غالبا ما تنطوي على نماذج المعلومات المختلطة. غالبًا ما توجد أمثلة على استخدام هذا الشكل من النماذج في البناء ، عندما يتم تشكيل الخصائص الفردية لكائن معقد ، على سبيل المثال ، مبنى ، وتنعكس في شكل رسومات وحسابات رياضية للقوة والأحمال المسموح بها.
ومن الأمثلة البارزة الأخرى لنموذج المعلومات المختلطة ، الخريطة الجغرافية مع رموزها الطبوغرافية والنقوش والجداول. يمكن تمثيل هذا النموذج أيضًا في شكل رسوم بيانية ومخططات وجداول ورسوم بيانية. الأخير مقسم إلى خرائط ومخططات انسيابية ورسوم بيانية.
تصنيف
لتوفير الراحة للعمل مع نماذج المعلومات ، يتم تقسيمها بشكل مشروط إلى عدة كتل كبيرة: حسب مجال الاستخدام ، حسب عامل الوقت ، حسب فرع المعرفة ، وشكل من أشكال العرض التقديمي.يمكن أيضًا تقسيمها حسب نوع الإنشاء (جدولي ، هرمي وشبكي) ، حسب شكل عرض البيانات (الموقّع والموقّع مجازيًا) والكائن (وصف لخصائص الكائن أو العملية).
بعد ذلك ، سننظر في تحديد المكان الذي يمكننا فيه تلبية نموذج المعلومات ، كما لن يتم تجاهل أمثلة وأشكال استخدامه. نذكر فقط الأنواع المستخدمة عادة.
أمثلة نموذجية لنموذج المعلومات التصويرية
تتميز أشكال النماذج من هذا النوع بواسطة صورة بيانية لكائن مثبت على بعض حامل المعلومات (فيلم ، ورق ، لوح).
يمكن أن يعزى هذا النوع من النماذج إلى مختلف الصور والرسومات والرسومات. غالبًا ما توجد أمثلة لنماذج المعلومات الخيالية في المؤسسات التعليمية ، حيث توفر الملصقات الكثير من المعلومات في شكل رسوم بيانية. هناك خيار آخر لاستخدامه وهو الرسوم التوضيحية في أي كتاب مدرسي ، مثل الرسم البياني لبناء القوات في معركة ستالينجراد. يمكن رؤية أمثلة لنموذج المعلومات التصويرية في المنظمات العلمية ، حيث يتم فصل الكائنات عن طريق سماتها الخارجية.
تصنيف النماذج حسب الوقت
يمكن أن تكون النماذج ثابتة وديناميكية. يتم وصف خصائص الكائن في إطار زمني محدد بواسطة نماذج المعلومات الثابتة. يمكن العثور على أمثلة لاستخدامها عند بناء المنزل ، عند النظر في قوتها ومقاومتها للحمل الثابت. أو في طب الأسنان ، الذي يصف حالة تجويف المريض عن طريق الفم أثناء الإدارة الحالية: عدد الحشوات ، وجود العيوب ، إلخ.
إذا أخذنا في الاعتبار ديناميات التغييرات في حالة المريض في عدة خطوات أو على مدى عدة سنوات ، فسيتم استخدام نموذج ديناميكي لوصف نفس الخصائص.
تصادف نماذج نماذج المعلومات الديناميكية عند التعامل مع العوامل أو الخصائص التي تتغير بمرور الوقت. من بينها التغيرات في درجات الحرارة ، والاهتزازات الزلزالية ، إلخ.
الأنماط اللفظية
النماذج اللفظية ، التي يتم تقديمها في العامية أو العقلية ، تنتمي أيضا إلى نماذج إعلامية. وتسمى أيضا "نماذج المعلومات اللفظية." يمكن ملاحظة أمثلة على هذه النماذج أثناء القيادة: يتم تحليل الوضع على الطريق ، وإشارات إشارات المرور ، وسرعة السيارات المجاورة ، وما إلى ذلك. في هذه الحالة ، يتم تطوير نموذج معين من السلوك. إذا تم تصميم الوضع الحالي بشكل صحيح ، فسيكون هذا الجزء من المسار آمنًا. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فإن احتمال وقوع حادث مرتفع.
تشتمل النماذج اللفظية أيضًا على قافية تومض عبر دماغ الشاعر ، أو صورة منظر طبيعي أمام عقل الفنان لم يتم تطبيقها بعد على اللوحة.
نموذج المعلومات الوصفي ، وهو وصف مكتوب أو شفهي للكائن عن طريق اللغة ، ينتمي أيضًا إلى النوع اللفظي. مثال لنموذج المعلومات الوصفي: النثر في كتب الخيال ، والأوصاف في الخيال ، والوصف النصي للأحداث والكائنات.
توقيع النماذج
إذا ظهرت خصائص الكائن في شكل أحرف خاصة ، يتم عرضها عن طريق لغة رسمية ، فعندئذ تكون نماذج معلومات أيقونية. يحيط بنا أمثلة من كل الجوانب: الرسوم البيانية ، الرسوم البيانية ، النصوص ، إلخ. 
ترتبط نماذج الإشارة واللفظية ارتباطًا وثيقًا: يمكن وضع صورة ذهنية في نموذج علامة ، ونموذج علامة شكل صورة ذهنية محددة. على سبيل المثال ، بعد قراءة وصف لظاهرة ما ، يخلق الشخص نموذجه لنفسه ، وبعد أن قابل هذه الظاهرة في الحياة ، يمكنه التعرف عليه من خلال النموذج المشكل.
يمكن تقسيم نماذج معلومات الإشارة إلى هندسية ، لفظية ، رياضية ، هيكلية ، منطقية ، خاصة.
النماذج الرياضية
كخيار تسجيل ، يمكنك التفكير في نموذج المعلومات الرياضية.خصوصيته هي أن الخصائص ، المعلمات أو العمليات ممثلة بالصيغ الرياضية. يصف هذا العرض أيضًا العلاقة بين الخصائص الكمية للكائنات. على سبيل المثال ، عند معرفة كتلة الجسم ، يمكننا حساب معدل السقوط الحر في وقت معين. علاوة على ذلك ، عادة ما يتم تقديم كائنات المعلومات في شكل أشياء رياضية.
يمكن تقسيم النماذج الرياضية إلى عدة أنواع: ثابتة ، ديناميكية ، منفصلة ، مستمرة ، محاكاة ، احتمالية ، منطقية ، متعددة ، خوارزمية ، لعبة ، إلخ.
نماذج جدولية
يسمى النموذج الذي يتم عرض كائناته أو خصائصه في قائمة ، وتقع قيمها في خلايا جدول مستطيل ، بالجدول. هذا هو واحد من أكثر أنواع نقل المعلومات شيوعًا. باستخدام الجداول ، من الممكن تكوين نماذج معلومات ثابتة وديناميكية في مناطق التطبيق المختلفة. في الحياة ، نستخدم هذا ، على سبيل المثال ، عندما ننشئ جدول نقل ، برنامج تلفزيوني ، يوميات الطقس ، إلخ.
أنواع نماذج المعلومات الجدولية
الجداول من ثلاثة أنواع: ثنائي ، "كائن خاصية" ، "كائن كائن". لإعطاء أمثلة على نماذج المعلومات الجدولية ، تحتاج إلى تحليل بنيتها.
في جداول من النوع "كائن - كائن" ، الصف الأول وكائنات العمود الأول قائمة. الخلايا المتبقية تعكس العلاقة بينهما. يمكن أن يكون الجدول ، في الأعمدة والصفوف التي هي أسماء المدن ، والمحتوى يوضح وجود طبيعة نوعية للعلاقة بينهما (وجود طريق مباشر) ، كمثال لنوع "كائن كائن".
في جداول من نوع "كائن خاصية" ، يحتوي كل صف على معلمات كائن واحد أو حدث واحد ، وتحتوي الأعمدة على معلومات حول خصائصها أو خصائصها. مثال على هذا النوع من البنية يمكن أن يكون معلومات حول التغييرات في الظروف الجوية في أيام مختلفة.
نماذج المعلومات الهرمية وشبكات المعلومات
النماذج المجدولة ملائمة لأنظمة الأجسام الصغيرة. عند إنشاء نظام معقد ، قد يصبح النموذج أكبر من اللازم وغير مريح للاستخدام على وجه التحديد لأنه يتم تقديمه في شكل جدول مستطيل. على سبيل المثال ، إذا قمت بإنشاء رسم تخطيطي لخط المترو مع كائنات المحطة وتوضح ما إذا كان هناك انتقال أو تقاطع بينهما ، فسيكون لهذا الجدول تكرارًا كبيرًا - أكثر من عشرة آلاف قيمة ، وسيكون من الصعب جدًا استخدامه.
عادة ما يتم تقديم النظم الهرمية في شكل رسوم بيانية ، في شكل رسوم بيانية - اتصالات بين الكائنات الموزعة عبر المستويات. تتكون جميع عناصر المستويات العليا من عناصر أقل ، بينما تنتمي عناصر المستوى الأدنى إلى عنصر واحد فقط من المستوى الأعلى. مثال على هذا النوع من النماذج هو شجرة العائلة.
تعد نماذج الشبكة أكثر إحكاما لأنها تعكس أهم الروابط بين الكائنات. في معظم الأحيان يتم تقديمها في شكل رسوم بيانية. مثال على نموذج الشبكة هذا هو مخطط خط المترو.
استخدام نماذج المعلومات في عملية النمذجة على الكمبيوتر
أنها مريحة لجعل النمذجة باستخدام تكنولوجيا الكمبيوتر. يمكن تقسيم العملية نفسها إلى عدة مراحل.
أولاً ، يتم تنفيذ نموذج المعلومات: تحديد البحث الجاري ، وتخصيص معلمات الكائن الهامة التي تتوافق مع هذا الهدف ، وإزالة المعلمات غير الأساسية.
في المرحلة الثانية ، يتم إنشاء نموذج رسمي: يتم التعبير عن نموذج المعلومات الوصفية عن طريق لغة رسمية ، ويتم إصلاح العلاقات بين الكميات ، ويتم تعيين القيود اللازمة على تغييرها.
في المرحلة التالية ، يتم تحويل النموذج الرسمي إلى نموذج كمبيوتر ، أي تجميع خوارزمية أو إجراء عمليات حسابية أو كتابة برامج أو استخدام برامج متخصصة.
بعد التحقق من صحة إنشاء النموذج وامتثاله للغرض المقصود ، يبدأ الاستخدام المباشر. إذا لزم الأمر ، يتم إجراء تصحيح.
إن استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر يبسط بشكل كبير إنشاء نماذج المعلومات وتغييرها وتصحيحها. من الممكن وضع الكائن المحاكاة في أي بيئة والتحقق من سلوكه أو تحويل الخصائص في ظروف مختلفة دون تعريضه لهذه العوامل.
