Контрольная работа по «Информатике и информационно-коммуникационным технологиям»

Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния может вызывать изменение поведения системы. В некоторых случаях на начальных этапах исследования определение системы базируется на отделении системы от внешней среды, т. к. очень важно определить границы системы, которая функционирует в некоторой окружающей ее среде.

Сложное взаимодействие системы с ее окружением характеризуется следующим образом: система образует особое единство со средой. При этом, как правило, любая исследуемая система представляет собой элемент системы более высокого порядка (надсистемы), а элементы любой исследуемой системы, в свою очередь, обычно выступают как системы более низкого порядка.

Содействующей выступает среда в том случае, если она оказывает положительное влияние на функционирование и развитие системы, способствует достижению ее целей и повышению эффективности ее деятельности.

Противодействующая среда, наоборот, подавляет функционирование и снижает эффективность системы, препятствуя достижению целей.

Связи, отношения и взаимодействия в системе обеспечивают ее определенную внутреннюю структурную целостность, поддерживают самостоятельное функционирование системы, выделяющейся на фоне внешней среды. Эти понятия одновременно характеризует строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

В связи с неоднозначностью подходов различных специалистов к  определению этих понятий, особенно терминов «связь» и «отношение», введем некоторые уточнения, позволяющие в дальнейшем однозначно их интерпретировать и осуществлять согласованное описание систем.

Связь — общенаучное понятие, трактуемое в теории систем и системном анализе как коммуникационный канал или способ, с помощью которого реализуются взаимодействия между объектами (элементами, компонентами, подсистемами и системами). Связь с философских позиций характеризует взаимообусловленность существования явлений, разделенных в пространстве и во времени. С информационно-технической точки зрения связь – это каналы и процессы передачи и приема информации с помощью различных технических средств.

Отношение — общенаучное понятие, используемое для соотнесения одного объекта с другим и определяющее расположение одного объекта (элемента, компонента, подсистемы и системы) относительно другого в пространстве или во времени. Именно это характеризует отношение в большей степени, чем наличие между объектами каких-либо связей. Так, в частности, отношения выражают следующие связки: «часть — целое», «начальник — подчиненный», «управляющий — управляемый», «высший - низший», «координатор - регулятор» и т.д.

С одной стороны, отношения инициируют образование связей и взаимодействий, а с другой - сами являются результатом возникновения (разрушения) связей в процессе развития взаимодействий. Поэтому говорят, что отношения и связи - это ненасыщенные физическим содержанием взаимодействия.

Взаимодействие (взаимное воздействие) – процесс перемещения вещества, энергии и информации между объектами (элементами, компонентами, подсистемами и системами), имеющий результат. При этом следует отметить, что современное естествознание выделяет шесть видов взаимодействий: механическое, гравитационное, электромагнитное, внутриядерное, торсионное и информационное.

Для систем с информационной структурой характерны межэлементные (межкомпонентные) взаимодействия преимущественно  информационного свойства.

Важнейшую роль в организации  систем играет понятие «обратной  связи», обеспечивающей воздействие результатов функционирования какой-либо системы (объекта) на характер этого функционирования. Обратная связь бывает положительной или отрицательной.

Положительная связь  обеспечивает влияние, усиливающее  результаты функционирования и сохраняет тенденции происходящих в системе изменений того или иного выходного параметра (используется в генераторах, в развивающихся системах и т. п.).

Отрицательная связь  обеспечивает влияние, уменьшающие или ослабляющие результаты функционирования и противодействует тенденциям изменения выходного параметра, т. е. направлена на сохранение, стабилизацию требуемого значения параметра (например, для стабилизации выходного напряжения или в системах организационного управления – для стабилизации количества выпускаемой продукции и т. п.).

Конспект 3. Модель в деятельности человека. Описание (информационная модель) реального объекта и процесса, соответствие описания объекту и целям описания.

Одним из способов познания 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. Модель выступает как своеобразный инструмент познания, который исследователь ставит между собой и объектом исследования и с помощью которого изучает интересующий его объект. Процесс моделирования представляет собой циклический процесс, в результате которого можно неоднократно изменять саму модель, постоянно совершенствуя и уточняя ее.

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.

Нет строгих правил, как  лучше представить модель. Однако человечество накопило огромный опыт в этой сфере деятельности. Модели могут принимать всевозможные виды и формы. Независимо от этого модель может быть отнесена либо к классу материальных, либо к классу нематериальных моделей.

Любая модель создается  и изменяется благодаря имеющейся  у человека информации о реальных объектах или явлениях. Умение создавать  модели, как и в целом возможности в познании окружающего мира, зависит от умения человека правильно понимать и обрабатывать информацию. Для того чтобы изучить реальный объект, мы целенаправленно собираем о нем информацию.

Эта информация может  храниться в памяти человека, но если она будет представлена в какой-либо форме на одном из языков кодирования информации, то в этом случае можно говорить о создании и использовании информационной модели объекта исследования (оригинала).

Изучение одних сторон объекта-оригинала осуществляется ценой отказа от отражения других сторон. Поэтому любая информационная модель замещает реально существующий объект лишь в строго ограниченном смысле. Из этого следует, что для одного объекта может быть создано несколько информационных моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта и характеризующих объект с разной степенью детализации.

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.

Прежде чем построить  модель, надо собрать информацию об изучаемом предмете или явлении  и представить ее в соответствующей  форме. Формы представления информационных моделей могут быть различными. Чаще всего используются следующие формы: 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. Сейчас для обработки  информации в большинстве случаев используется компьютер. В памяти компьютера могут храниться большие массивы информации об исследуемом объекте. Это позволяет рассматривать объект с разных сторон, исследовать его форму, состояния, действия, используя для каждого случая конкретную модель и соответствующие методы моделирования.

Одной из наиболее удобных  форм представления информационной модели является таблица. Именно эта  форма выбрана в качестве основной во всем комплекте учебников. Это связано также и с тем, что моделирование и исследование свойств модели будет производиться на компьютере, где требуется строгая формализация поставленной задачи. В подобной таблице отражаются основные характеристики объекта, отобранные в соответствии с поставленной целью моделирования.

Любая модель должна отражать наиболее существенные, с точки зрения поставленной цели, свойства объекта исследования (оригинала или прототипа). В качестве объекта исследования может выступать не только материальный предмет, который человек может осязать (дом, дерево, цветок, предмет мебели), но и нематериальный объект, процесс или явление (музыкальное произведение, устный рассказ, явление природы, танец).

Соответствие  модели оригиналу может быть достигнуто по внешнему виду, по структуре, по поведению, как по отдельности, так и по совокупности этих признаков в зависимости от поставленной цели исследования. Соответствие по внешнему виду достигается в основном за счет удовлетворения конструктивных, эргономических и эстетических требований. Соответствие по структуре достигается с помощью системного анализа объекта исследования, в результате которого определяется состав его элементов – простых объектов, из которых состоит оригинал, а также связывающие их отношения. Все это в совокупности определяет структуру исследуемого объекта, наиболее существенные черты которой должна отражать модель. Соответствие по поведению достигается путем анализа поведения прототипа, то есть изучения его динамических свойств, и создания такой модели, которая отражала бы наиболее существенные аспекты этого поведения.

Во всех перечисленных  случаях встает проблема оценки качества модели. Качество модели зависит от ее способности отражать и воспроизводить предметы и явления объективного мира, их структуру и закономерный порядок.

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.

Понятие адекватности в  какой-то мере является условным, так  как полное соответствие модели реальному  объекту не может быть достигнуто. Любая модель имеет отличия от оригинала.

Особую роль в определении  степени адекватности играет информационная модель, которая нужна исследователю не только как самостоятельный объект, но и как основа для создания материальной модели. Вспомним, что в информационную модель включаются только те параметры (показатели), которые отражают наиболее существенную с точки зрения поставленной цели информацию.

Адекватность информационной модели определяется несколькими способами, но, как правило, это строгие математические методы анализа на основе теории вероятности  и математической статистики. Широко распространен метод численного эксперимента на компьютере, где также приходится применять математические методы как инструмент обобщения полученных результатов.

Для более грубой оценки адекватности модели можно воспользоваться более  простыми методами: например, наблюдением за состоянием и поведением объекта-оригинала или сопоставлением с аналогичными реальными или идеальными объектами, существующими только в воображении человека.

Конспект 4. Составление информационной модели объекта

Мы живем в реальном мире, окруженные разнообразными материальными объектами. Наличие информации об объектах реального мира порождает другой мир, неотделимый от сознания конкретных людей, где существует только информация. Этому миру мы даем разнообразные названия. Одно из таких названий — информационная картина мира.

Познание реального мира происходит через информационную картину мира. Человек формирует собственное  представление о реальном мире, получая  и осмысливая информацию о каждом реальном объекте, процессе или явлении. При этом у каждого человека существует своя информационная картина мира, которая зависит от множества факторов как субъективного, так и объективного порядка.

Один из способов познания реального  мира – это моделирование, которое прежде всего связано с отбором необходимой информации и построением информационной модели.

Любая информационная модель отражает реальный объект только в ограниченном аспекте – в соответствии с поставленной человеком целью. Отсюда и возникает определенная «ущербность» восприятия мира, если человек изучает его только с одной стороны, определяемой одной целью. Всестороннее познание окружающего мира возможно только тогда, когда существуют разные информационные модели, соответствующие разным целям.

При разработке модель постоянно сопоставляется с объектом-прототипом для оценки ее соответствия оригиналу. Мерой соответствия служит понятие адекватности, рассмотренное в предыдущей теме.

Информационную модель, которая не имеет связи с объектом-оригиналом, тоже можно считать объектом, но не материальным, а информационным. Таким образом, информационный объект получается из информационной модели путем «отчуждения» информации от объекта-оригинала.

Информационный  объект – это совокупность логически связанной информации.