Способы представления статических информационных моделей1. таблица (реляционный способ представления); 2. дерево (иерархический способ представления); 2. граф; 3. сеть.
Что представляет собой информационная модель студенческой группы? В зависимости от цели моделирования эти модели могут быть различными, содержать различную информацию об объекте. Например, модель группы должна содержать следующую информацию: - фамилия, имя, отчество каждого студента; - дата рождения; - адрес регистрации; - адрес фактического проживания; - номер телефонов родителей; - фамилия, имя, отчество матери; и т.д. Такую информацию удобно представить в виде таблицы.
В реляционной модели представления информации о системе значения свойств каждого объекта представлены в ячейках одной строки. При иерархическом представлении информации (представлении в виде дерева) вся система должна быть представлена объектами одного класса. Объекты располагаются на разных уровнях, причём каждый объект одного уровня может состоять из нескольких объектов более низкого уровня.
Рис. 5. Элемент более низкого уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня. Линии между элементами структуры показывают факт вхождения элемента более низкого уровня иерархии в состав элемента более высокого уровня иерархии. Элемент более нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня иерархии. Леонард Эйлер жил в г. Кенигсберг (Калининград). Он обратил внимание на интересное расположение каналов в городе.
Рис. 6
Город можно представить в виде 4-х частей, разделённых каналами. Он задался вопросом: может ли человек, находящийся в одной части города, побывать в каждой из 3-х других частей и вернуться в исходную точку при условии, что по каждому мосту он проходит только 1 раз? Чтобы лучше представить условие задачи, Эйлер представил схему города в виде графической модели.
Рис. 7 Граф: совокупность вершин (точек), соединённых линиями (рёбрами). На этой модели элемент системы (каждая часть города) представлен вершиной графа (точкой), а связь элемента системы с другими элементами (мосты) – ребром графа. Анализируя эту схему, можно условие задачи сформулировать по-иному. К каждой вершине должно подходить чётное количество рёбер. По одному ребру (мосту) человек приходит в конкретную часть города, по другому ребру – уходит. Граф показывает, что это условие не выполняется. Типы графов: 1. одноуровневые; 2. иерархические (многоуровневые). В рассмотренном примере использовался одноуровневый граф. Отличие графа от иерархического представления информационной модели объекта состоит в том, что дуги графа показывают направление связи между двумя элементами. Ориентированный граф: граф, в котором связи между элементами несимметричные (односторонние).
Рис. 8
Пример. Павел Иванович Чичиков побывал по одному разу у каждого из помещиков в поисках мёртвых душ. Он посетил помещиков в следующей последовательности: Манилов, Коробочка, Ноздрёв, Собакевич, Плюшкин, Тентетников, генерал Бетрищев, Петух, Костанжогло, полковник Кошкарёв. На рис. 9 представлена схема, на которой Чичиков нарисовал расположение имений и соединяющих их просёлочных дорог. Установить, какое имение кому принадлежит, если ни по одной из дорог Чичиков не проезжал более одного раза.
Рис. 9
Сетевая информационная модель используется для отображения объектов со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер. Что представляет собой модель системы Internet, в которой отображаются региональные сети? Модель этой системы представляет собой наложенные на географическую карту вершины, обозначающие региональные сети, и линии, обозначающие каналы связи.
Рис. 10 Сетевая информационная модель: представление множества составляющих объект элементов на плоскости в виде условных фигур и линий, обозначающих связи между этими элементами.
Динамическая информационная модель отражает: 1. функционирование объекта (изменения состояний объекта во времени); 2. изменение и развитие изучаемого явления или процесса во времени;
Пример: график изменения атмосферного давления в течение какого-то периода, формула движения тела в пространстве, математические выражения, представляющие развитие деления ядер вещества. При создании модели объекта необходимо выявить составляющие его элементы и связи между ними. Наиболее трудная часть создания модели – выявление связей между элементами. Пример. Информационной моделью движения общественного транспорта является расписание движения поездов, самолётов, автобусов. При моделировании объекта – движения самолётов, важно не только выявить и реализовать связи, но и, наоборот, исключить возможность некоторых связей.
На рисунке представлено одно из событий, которое всегда присутствует при движении самолётов – прилёт в аэропорт назначения. За этим событием должно последовать и следующее событие – вылет самолёта по новому маршруту. Чтобы эти события были реализованы, их необходимо синхронизовать с другими событиями.
|
