Информационная модель объекта

Тема 3. Информационная модель объекта

Понятие модели. Представление об информационной системе. Процессы в информационной системе. Разомкнутая информационная система. Замкнутая информационная система. Понятие обратной связи. Типовые обеспечивающие подсистемы: техническая, информационная, математическая, программная, организационная, правовая.

Учащиеся должны знать:

• понятие информационной модели;

• назначение типовых моделей.

Учащиеся должны уметь:

• формулировать цель при создании модели любого типа;

• разрабатывать информационную модель любого объекта;

• представлять информационную модель в табличной форме.

Роль цели при разработке информационной модели объекта

Одним из способов познания окружающего мира является создание и исследование модели реального объекта, процесса или природного явления. При построении и исследовании модели принято вводить обобщенное понятие объект исследования (оригинал, прототип), понимая под этим любой материальный или нематериальный объект (процесс), а также природное явление.

Под моделью понимают материальный или мысленно представляемый объект, который в процессе исследования замещает объект-оригинал так, что его изучение дает новые знания об объекте-оригинале.

При создании модели важным этапом является сбор информации об объекте в том объеме, который требует поставленная цель построения модели. Без такой информации разработка модели невозможна.

Модель — это объект, отражающий существенные свойства реального объекта исследования, которые отобраны в соответствии с заданной целью моделирования.

Информационная модель — это модель, содержащая целенаправленно отобранную и представленную в некоторой форме наиболее существенную информацию об объекте.

Информационные модели играют очень важную роль в жизни человека. Получаемые знания на уроках в школе позволяют вам составить различные информационные модели, которые в совокупности отражают информационную картину окружающего вас мира.

Уроки истории дают возможность построить модель развития общества, а знание этой модели позволяет создавать историю своей жизни, либо повторяя ошибки предков, либо учитывая их.

На уроках астрономии вам доступными средствами рассказывают о Солнечной системе.

На уроках географии вы получаете информацию о географических объектах: горах, реках, городах и странах. Это тоже информационные модели.

На уроках химии информация о химических свойствах и законах взаимодействия разных веществ подкрепляется опытами, которые являются моделями реальных химических процессов.

Прежде чем построить модель, надо собрать информацию об изучаемом предмете или явлении и представить ее в соответствующей форме.

Формы представления информационных моделей:

• устная (словесная);

• знаковая: табличная, графическая, символьная (текст, числа, специальные символы);

• в виде жестов или сигналов.

Форма представления информации обычно зависит от инструмента, с помощью которого она будет обрабатываться.

Понятие адекватности информационных моделей

Адекватность модели — это соответствие модели объекту-оригиналу по тем свойствам, которые считаются существенными для исследования.

Адекватность информационной модели — это соответствие информационной модели объекту-оригиналу по тем свойствам, которые считаются существенными для исследования.

Объекты в информатике

Объектом в информатике, как и всюду, называют все, что угодно: число, таблицу, исполнителя, программу, кнопку на экране…

Однако, информатика рассматривает объекты с точки зрения информационных процессов.

В таком подходе нет ничего удивительного: каждая наука рассматривает объекты со своей точки зрения.

Физик, наблюдая полет пчелы, мысленно прикидывает формулы, которые описывают траекторию движения насекомого. 
Биолог задумывается о числе глаз, крыльев и ножек. 
Информатик пытается построить информационную модель пчелиного сообщества. 
Обычно информатик выделяет в объекте три составляющие:

• Какую информацию объект хранит (свойства объекта).

• Как объект обрабатывает информацию (алгоритмы объекта).

• Какую информацию объект передает и принимает (события объекта).

Мы будем исследовать свой телевизор как информационный объект.

Он взял три листочка. На одном надписал: “свойства”, на другом — “алгоритмы”, на третьем — “события”. Вот что у него получилось.

Свойства можно разделить на два класса. К первому относят те, которые не предназначены для изменения (цвет корпуса, диагональ экрана, вес телевизора). Ко второму — те, которые меняет пользователь (номер программы, уровень звука, яркость и контрастность изображения).

Для изменения свойств в телевизоре предусмотрены соответствующие алгоритмы. По сигналам с панели управления они включают или выключают телевизор, переключают телевизионный канал, меняют уровень звука, контрастность и яркость изображения.

Событиями объекта “телевизор” являются сигналы, поступающие с панели управления, сигналы от передающей телевизионной станции и сигналы, которые передаются пользователю (звук, изображение).

Материальные и виртуальные объекты

Телевизор — это материальный объект. Слово материальный означает “реальный”, существующий на самом деле.

Корпус телевизора сделан из пластика, гладкого на ощупь. Телевизор достаточно тяжелый — не надо ронять его на ногу: будет больно. Если по телевизору стукнуть молотком, то, скорее всего, он выйдет из строя.

Телевизор нарисован в этой книге. Этот нарисованный телевизор, конечно, не является материальным (реальным) телевизором. Нарисованный телевизор — это виртуальный объект, то есть, не реальный, не существующий на самом деле.

Работа с объектами

Мы часто рассматриваем объект как “черный ящик”. Мы не знаем внутреннего устройство объекта, но умеем им пользоваться.

Чтобы посмотреть передачу по телевизору, не нужно знать каким образом на экране возникает изображение, и почему пластиковый ящик говорит подобно человеку. Пользователю нужно только знать, как включить телевизор, как настроить его на нужную программу и как установить желаемую громкость звука. Иными словами, пользователь должен знать свойства объекта и уметь пользоваться алгоритмами объекта, чтобы эти свойства менять.

Информационные события, связанные с телевизором (это прием телепередачи, передача изображения и звука зрителю) позволяют использовать свойства и алгоритмы по назначению: посмотреть интересный мультфильм или узнать последние новости.

Работа с виртуальными объектами

Ниже в этой книге создан виртуальный объект под названием “Фигура”. Вы можете легко менять свойства этого объекта (форму, цвет и размер), создавая события на панели управления. Эти события обрабатывают алгоритмы объекта, и вид фигуры меняется.

Начало формы

Конец формы

Нам хорошо знаком виртуальный объект “окно на Рабочем столе компьютера” и такие его свойства как:

• активность

• размер

• расположение на экране

Нажимая кнопку на заголовке окна или потягивая мышкой за рамку, мы создаем события, которые обрабатывают алгоритмы окна, и объект на экране меняется.

Объектное программирование

Современное программирование — объектно-ориентированное.

Это означает, что программа, которой предстоит работать на компьютере, создается как набор информационных объектов.

Объекты имеют свойства — ячейки памяти — для хранения информации и алгоритмы, которые обрабатывают события — информацию, поступающую от других объектов.

Программа, составленная из объектов, не имеет одного общего алгоритма, а работает в результате информационного взаимодействия объектов.

Все происходит как в реальной жизни. Ведь мир вокруг нас состоит из отдельных объектов (людей, животных, предметов, явлений) которые существуют по своим собственным правилам. А общее развитие мира определяется тем, как отдельные объекты взаимодействуют друг с другом.

В Практикуме сегодняшнего урока вас поджидает исполнитель Конструктор. С его помощью вы создадите объектную программу и понаблюдаете ее в работе.

Программируют объекты так:

1. Сначала создают описание — шаблон, в котором определяют свойства и алгоритмы объекта.

2. Затем, на базе готового описания, создают столько экземпляров объекта, сколько требуется для программы.