Табличная модель компьютера описание основных свойств объекта. Типы информационных моделей

Слайд 19

Список использованных источников:

1. Информатика и ИКТ: учебник для 9 класса / И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков, Л.В. Шестакова. – 5-е изд. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.-341 с. : ил. 2. http://www.google.ru/search?q=excel&newwindow=1&hl=ru&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=g195UaiyK8jPtAbJoIC4BQ&ved=0CEkQsAQ&biw=1440&bih=775#newwindow=1&hl=ru&tbm=isch&sa=1&q=%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0&oq=%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0&gs_l=img.3..0l10.291583.294172.0.294905.11.9.0.2.2.0.178.1271.1j8.9.0...0.0...1c.1.12.img.Xah-zgjjE-g&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.45960087,d.bGE&fp=e1bb94c3811dd3a9&biw=1280&bih=709 3. http://www.google.ru/search?q=excel&newwindow=1&hl=ru&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=g195UaiyK8jPtAbJoIC4BQ&ved=0CEkQsAQ&biw=1440&bih=775#newwindow=1&hl=ru&tbm=isch&sa=1&q=%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8&oq=%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%BC&gs_l=img.1.0.0j0i24l5.103767.106958.0.109316.11.8.0.3.3.0.410.1399.0j7j4-1.8.0...0.0...1c.1.12.img.92hv1TRIeLs&bav=on.2,or.r_qf.&fp=92c98f642530c0da&biw=1280&bih=709

Посмотреть все слайды

Структура и правила оформления таблицы

Для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств, наиболее часто используются таблицы, состоящие из столбцов и строк.

Тебе хорошо известно табличное представление расписания уроков, в табличной форме представляются расписания движения автобусов, самолётов, поездов и многое другое.

Представленная в таблице информация наглядна, компактна и легко обозрима.

В таблице может содержаться информация о различных свойствах объектов, об объектах одного класса и разных классов, об отдельных объектах и группах объектов.

Правильно оформленная таблица имеет структуру:

Необходимо соблюдать следующие правила оформления таблиц.

1. Заголовок таблицы должен давать представление о содержащейся в ней информации.
2. Заголовки граф и строк должны быть краткими, не содержать лишних слов и, по возможности, сокращений.
3. В таблице должны быть указаны единицы измерения. Если они общие для всей таблицы, то указываются в заголовке таблицы (либо в скобках, либо через запятую после названия). Если единицы измерения различаются, то они указываются в заголовках строк или граф.
4. Желательно, чтобы все ячейки таблицы были заполнены. При необходимости в них заносят следующие условные обозначения:

• \(?\) - данные неизвестны;
• × - данные невозможны;
• ↓ - данные должны быть взяты из вышележащей ячейки.

Для того, чтобы на основании информации, представленной в текстовой форме, составить табличную модель, необходимо:

1. Выделить в тексте имена объектов, имена свойств объектов и значения свойств объектов;
2. Уточнить структуру таблицы;
3. «Заселить» таблицу, перенеся в неё информацию из текста.

При выделении в тексте имен объектов, имен свойств и их значений удобно подчеркивать их разными линиями. Договоримся подчеркивать имена объектов прямой, имена свойств - двойной, а значения свойств - пунктирной линиями.

Условно все множество таблиц можно разделить на простые и сложные .

Простые таблицы

Таблица типа «объекты-свойства» (ОС)

Таблица типа «объекты-свойства» - это таблица, содержащая информацию о свойствах отдельных объектов, принадлежащих одному классу.

Общий вид таблиц типа ОС:

Количество строк в таблице зависит от количества имеющихся объектов, а количество столбцов количества рассматриваемых свойств.

В этой таблице приведена информация о некоторых древних русских городах, хранящих уникальные памятники нашей культуры и истории и образующих всемирно известное Золотое кольцо России. Эта информация отражена в заголовке таблицы.

В таблице представлены объекты: «Владимир», «Кострома», Переславль-Залесский» и «Гусь - Хрустальный», принадлежащие классу «город». Для каждого объекта приведены значения свойств «год основания», «основатель» и «достопримечательность», выраженные числами и словами.

В маленьких таблицах (из \(3 - 4\) строк) объекты можно перечислять в произвольном порядке. Если объектов в таблице много, то располагать их надо в некотором осмысленном порядке, согласно некоторому правилу. Например, в таблице \(2.2\) города могут быть перечислены в алфавитном порядке, по возрастанию или убыванию годов их основания.

Если в таблице типа ОС свойств больше, чем объектов, то её можно «повернуть набок»: строки превратить в графы, а графы - в строки.

Таблица типа «объекты - объекты - один» - это таблица, содержащая информацию о некотором одном свойстве пар объектов, чаще всего принадлежащих разным классам.

В этой таблице головка (верхний заголовок) имеет сложную (двухъярусную) структуру.

Таблица типа ООО может быть «повёрнута на бок» строки превращены в графы, а графы - в строки.

В таблице типа ООО фиксируется одно свойство пары объектов, поэтому в её ячейках всегда содержатся значения одного типа: или числа, или слова, или графические изображения.

Сложные таблицы

Таблица типа «объекты - объекты - несколько» (ООН)

Таблица типа «объекты - объекты - несколько» - это таблица, содержащая информацию о нескольких свойствах пар объектов, принадлежащих разным классам.

Общий вид таблиц типа ООН:

В этой таблице головка (верхний заголовок) имеет трехъярусную структуру.

Представление информации в табличной форме широко распространено. Уже в школьной жизни приходится встречаться с массой таблиц: расписание занятий, журнал успеваемости, график дежурств, таблица Менделеева, таблицы физических свойств веществ, таблицы исторических дат и многое другое. Информация в таблицах обязательно упорядочена по какому-то принципу. Например, в классном журнале - в алфавитном порядке фамилий учеников; в расписании занятий - по дням недели и номерам уроков и т.д. Такая упорядоченность позволяет быстро находить в таблице нужные сведения.

Чаще всего используются прямоугольные таблицы, состоящие из строк и столбцов (граф). В верхней строке таблицы обычно располагаются заголовки граф. Вот пример прямоугольной таблицы, содержащей сведения о погоде в течение нескольких дней.

Погода

Данная таблица является примером таблицы типа "объект-свойство". Каждая строка такой таблицы относится к конкретному объекту. В нашем примере это определенный день, заданный датой. Первая графа обычно идентифицирует этот объект, последующие графы отражают свойства (характеристики) объекта.

Другой тип таблиц называется "объект-объект". Такие таблицы отражают взаимосвязь между различными объектами. Примером является таблица успеваемости учеников по разным предметам.

Успеваемость

Эта таблица отражает связь между двумя типами объектов: учениками и изучаемыми дисциплинами. Оценка является характеристикой такой связи. В такой таблице строки и графы могут поменяться местами: в строках - предметы, в столбцах - ученики.

Важной разновидностью таблиц типа "объект-объект" являются двоичные матрицы. Двоичные матрицы отображают качественную связь между объектами - есть связь или нет связи. Например, если бы ученики могли выбирать изучаемые предметы по своему усмотрению, то сведения о том, кто что изучает, можно было бы представить в виде следующей таблицы (в ней единица указывает на изучаемый предмет, а ноль - на не изучаемый).
Изучаемые предметы

Табличный способ представления данных является универсальным. Любую структуру данных, в том числе и представленную в форме графа, можно свести к табличной форме. Приведение информации к табличной форме называется нормализацией дан ных. В следующей таблице представлен результат нормализации иерархической структуры, приведенной в статье "Графические модели".

Заполнение этой таблицы происходило путем движения по дереву снизу вверх (от листьев к корню). Получилась таблица типа "объект-свойство".
Административная структура РФ

Объекты - города, а свойствами является их принадлежность к соответствующим административно-географическим зонам. Строки упорядочены в алфавитной последовательности названий городов. Число граф в таблице равно числу уровней в дереве. Нет смысла заводить графу под названием "Государство", поскольку во всех строчках в ней будет присутствовать одно значение - "Российская Федерация". Лучше это слово вынести в заголовок таблицы.

Для табличного представления сетей, содержащих однотипные вершины, используют двоичные матрицы. В следующей таблице содержится двоичная матрица, представляющая структуру дорожной сети, приведенной в статье "Графические модели".

Дорожная сеть

Двоичная матрица в этой таблице называется матрицей смежности : единицы стоят на пересечении строки и столбца с названиями смежных (т.е. соединенных дорогой) поселков. Если сеть является неориентированным графом, то матрица смежности симметрична относительно главной диагонали, идущей от верхнего левого угла в правый нижний угол матрицы. Вследствие этого, если строки и столбцы поменять местами, то матрица не изменится.

У матрицы, отражающей ориентированный граф, такой симметричности не будет. В этом случае надо договориться о смысле строк и столбцов. Например, для каждой пары смежных вершин строка обозначает начальную, а столбец - конечную вершину. Тогда структура ориентированного графа совместимостей групп крови из статьи "Графические моде ли" представится следующей двоичной матрицей смежности:

Переливание крови

Основанием для перевода графов в табличную форму служит то обстоятельство, что табличная форма удобна для компьютерной обработки. Многие компьютерные технологии работают с таблицами (базы данных, электронные таблицы); обработку таблиц удобно описывать на языках программирования. Поэтому представление систем в форме графа обычно используется в теоретических моделях; в компьютерном моделировании таких систем обычно используется табличная форма.

Умение представлять данные в табличной форме - очень полезный общеметодический навык. Практически все школьные предметы используют таблицы, но никакой из них не учит школьников методике построения таблиц. Эту задачу должна взять на себя информатика. Приведение данных к табличной форме является одним из приемов систематизации информации - типовой задачи информатики.

Среди разделов базового курса, относящихся к линии информационных технологий, непосредственное отношение к таблицам имеют базы данных и электронные таблицы. Предварительный разговор о таблицах, их классификации, приемах оформления является полезной пропедевтикой к изучению этих технологий.

Возможная в школьном курсе информатики классификация таблиц описана выше: таблицы типа "объект-свойство" и "объект-объект". Это наиболее простые и наиболее часто встречающиеся типы таблиц. Кроме них, полезно дать представление о двоичных матрицах. Двоичные матрицы используются в тех случаях, когда нужно отразить наличие или отсутствие связей между отдельными элементами некоторой системы. С помощью двоичных матриц удобно представлять сетевые структуры.

Пример. Дана двоичная матрица, отражающая связи между различными серверами компьютерной сети.

Глядя на таблицу, ученики должны определить, какой из пяти серверов является узловым.

Решение следующее: поскольку по данному определению узловым называется тот сервер, с которым непосредственно связаны все другие серверы, то в матрице нужно искать строку, состоящую только из единиц. Это строка С4. Значит, сервер С4 является узловым.

Второе задание, связанное с этой же таблицей, может быть следующим: нарисовать схему компьютерной сети, изобразив серверы кружками, а связи.

Этот пример еще раз демонстрирует, что для зрительного восприятия структуры системы удобнее графическая форма, а для компьютерной обработки - табличная.

Задание :

• Составить схему ключевых понятий;
• Подобрать практические задания с решениями для базового и профильного курсов информатики.

Повторение:
– Что такое модель?
– Что такое информационная модель?
– Какие классификация моделей вы знаете?
– Какие модели бывают по области использования?
– Какие модели бывают по способу представления?
– Какие модели бывают c учетом фактора времени?
– Какие модели бывают c учетом области использования?

Приведите примеры статических и динамических моделей.

Приведите примеры моделей разных областей знаний.

Мысленно представьте прямоугольный треугольник. Составьте информационную модель данного объекта в виде:

• геометрической модели;
• словесной модели;
• математической модели.

К каким моделям, изученным вами, можно отнести:

• рисунок, выполненный на компьютере;
• киноафишу;
• расписание уроков;
• чучело животного.

Что такое модель? Приведите пример моделей: Земного шара, человека, автомобиля. Выберите объекты, которые могут быть моделью Солнца:

1. Колесо;
2. Точка;
3. Обогреватель;
4. Включенная лампочка;
5. Атлас мира;
6. Рисунок: желтый круг на голубом фоне.

Выберите из списка информационные модели объекта «кот»:

1. Фарфоровая статуэтка кота;
2. Песня «Жил да был серый кот за углом …»;
3. Игрушечный кот;
4. Описание поведения кота при падении.

Дайте определение информационной модели.

Найдите лишнее и укажите классификацию:
Колесо, телега, колодец, колбаса, колокол;
Гнездо, муравейник, берлога, лес, нора;
Иван, Дима, Олег, Таня, Андрей.

Новый материал:

Давайте разберем такую жизненную ситуацию: вам необходимо приобрести мобильный телефон. При покупке на что вы обращаете внимание в первую очередь (внешний вид)? Какие сведения имеют значения?
Информация представляется в виде таблице.

Это полная информация об объекте? Что является наилучшей формой представления информации о внешнем виде телефона?
На что ещё вы обращаете внимание при покупке телефона(функции телефон? Какие сведения имеют значения?
Информация представляется в виде таблице.

Данная таблица является наилучшей формой представления функциональных возможностей телефона?
В этом примере построены две табличные модели одного реального объекта – мобильный телефон. Первая модель удобна в графическом представлении, а вторая в табличном. При построении табличной информационной модели особое значение имеет цель создания модели.
С помощью таблиц строятся информационные модели в различных предметных областях Н-р, в математике – таблица умножения, химии таблица Менделеева, расписание уроков, поездов. Например, табличная модель стоимости отдельных устройств компьютера. В первом столбце таблицы содержится перечень объектов (устройств, входящих в состав компьютера, а во втором - их цена. Приведите пример табличной информационной модели?
В табличной информационной модели перечень однотипных объектов или свойств размещены в первом столбце (или строке) таблицы, а значение их свойств в следующих столбцах (или строках таблицы).
Класс объектов - множество объектов, объединенных какими-то общими свойствами.
Свойства - характеристики, признаки объекта.
У каждого свойства есть название и значение.
Из ниже следующих таблиц найдите класс объектов, свойства объектов.

Годовые оценки

Что такое система счисления?
На каких два класса делятся системы счисления?
Чем отличается позиционная система счисления от непозиционной?

Построим на основании знаний о графе иерархическую модель для вышеприведенного примера.
Что такое граф, вершины графа, дуги?
Что является вершиной?

Т.О. Каждый элемент более высокого уровня может содержать несколько элементов нижнего уровня, а при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего уровня.
Следовательно, в иерархической модели объекты расположены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может содержать несколько элементов нижнего уровня, а при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего уровня.
В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая система, классификация компьютеров. Для описания исторического процесса смены поколений семьи используются динамические информационные модели в форме генеалогического дерева. В качестве примера можно рассмотреть фрагмент (X - XI век генеалогического дерева династии Рюриковичей
-т.о. для раздела «Система счисления» мы построили две модели табличную и иерархическую модели.
Следовательно, для одного и того же объекта можно построить табличную и иерархическую модель.

Информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для разных целей, могут быть разными

Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица. Приведение данных к табличной форме является одним из приемов систематизации информации.

Табличная форма придает наглядность данным, структурирует данные, позволяет увидеть закономерности в характере данных, дает возможность совмещать таблицы с диаграммами и графиками.

При составлении таблицы в нее включается лишь та информация, которая интересует пользователя. В табличной модели перечень однотипных объектов или свойств размещены в первом столбце (или строке) таблицы, а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках) таблицы. Рассмотрим табличные модели.

Таблица типа "объект – свойство": в одной строке содержится информация об одном объекте или одном событии.

Таблица типа «объект – объект» отражает взаимосвязи между разными объектами.

Таблица типа «двойная матрица» используются в тех случаях, когда нужно отразить наличие или отсутствие связей между отдельными элементами некоторой системы.

Двоичная матрица в этой таблице называется матрицей смежности: единицы стоят на пересечении строк и столбцов с названиями смежных поселков.

Пример таблицы, которая содержит двоичную матрицу, отражающую связи между различными серверами компьютерной сети:

Вопрос: Определите, какой из пяти серверов является узловым?

Вывод: Табличная информационная модель позволяет быстрее анализировать информацию.

Практическая работа на ПК

Задание (1 вариант) Постройте таблицу по следующим данным.

Полярная звезда находится в созвездии Малая Медведица. Бетельгейзе находится в созвездии Орион. Расстояние до Спики - 260 световых лет. Денеб находится в созвездии Лебедь. Акрукс ярче Солнца в 2200 раз. Расстояние до Бетельгейзе - 650 световых лет. Ригель ярче Солнца в 55 000 раз. Канопус находится в созвездии Стрекоза. Расстояние до Капеллы - 46 световых лет. Спика находится в созвездии Дева. Антарес находится в созвездии Скорпион. Расстояние до Арктура -36 световых лет. Альдебаран ярче Солнца в 165 раз. Бетельгейзе ярче Солнца в 22 000 раз. Расстояние до Акрукса - 260 световых лет. Денеб ярче Солнца в 72 500 раз. Расстояние до Антареса - 425 световых лет. Альдебаран находится в созвездии Телец. Антарес ярче Солнца в 6600 раз. Расстояние до Канопуса - 181 световой год. Арктур находится в созвездии Волопас. Капелла ярче Солнца в 150 раз. Расстояние до Полярной звезды - 780 световых лет. Ригель находится в созвездии Орион. Спика ярче Солнца в 2200 раз. Акрукс находится в созвездии Южный Крест. Расстояние до Альдебарана - 70 световых лет. Арктур ярче Солнца в 105 раз. Расстояние до Денеба - 1600 световых лет. Канопус ярче Солнца в 6600 раз. Капелла находится в созвездии Возничий. Полярная звезда ярче Солнца в 6000 раз. Расстояние до Ригеля - 820 световых лет.

1. Ответьте на вопросы:

• Какая звезда самая удаленная?
• Какая звезда самая близкая?
• Какая звезда самая яркая?
• Какие звезды по яркости находятся между звездами Антарес и Альдебаран?

Задание (2 вариант) Постройте таблицу по следующим данным. Дайте название полученной таблице.

Время в пути на метро от станции Отрадное до станции Кутузовская – 37 мин. Время в пути от станции Театральная до станции Юго-Западная – 24 мин. Время в пути от станции Октябрьская до станции Отрадное – 32 мин. Время в пути от станции Курская до станции Кутузовская – 23 мин. Время в пути от станции Октябрьская до станции Кутузовская – 16 мин. Время в пути от станции Юго-Западная до станции Отрадное – 46 мин. Время в пути от станции Театральная до станции Отрадное – 27 мин. Время в пути от станции Октябрьская до станции Театральная – 13 мин. Время в пути от станции Курская до станции Отрадное – 28 мин. Время в пути от станции Театральная до станции Кутузовская – 19 мин. Время в пути от станции Октябрьская до станции Юго-Западная – 23 мин. Время в пути от станции Юго-Западная до станции Кутузовская – 33мин. Время в пути от станции Курская до станции Театральная – 10 мин. Время в пути от станции Октябрьская до станции Курская – 10 мин. Время в пути от станции Курская до станции Юго-Западная – 32 мин.

1. Дайте название полученной таблице.
2. Ответьте на вопросы:

• Какие станции наиболее удалены друг от друга?
• Какие станции расположены наиболее близко друг к другу?
• В каком порядке располагаются перечисленные станции метро по мере увеличения расстояния от станции Отрадное?.

7. Домашнее задание

§14. Структуры данных: деревья, сети, графы, таблицы. Страница 79, вопросы и задания № 16.

Двоичные матрицы удобно использовать для решения логических задач-головоломок.

Дополнительное задание:

С помощью таблицы решите задачу: Маша, Оля, Лена и Валя – замечательные девочки. Каждая из них играет на каком-нибудь музыкальном инструменте и говорит на одном из иностранных языков. Инструменты и языки у них разные: Маша играет на рояле; девочка, которая говорит по-французски, играет на скрипке; Оля играет на виолончели; Маша не знает итальянского языка, а Оля не владеет английским; Лена не играет на арфе, а виолончелистка не говорит по-итальянски. Определите, на каком инструменте играет каждая девочка, и каким языком она владеет.

11. Упрощенное представление реального объекта, процесса или явления.

Закрепление:

Можно ли построить табличную и иерархическую модель для одного и того же объекта?

1. Задание «Табличная модель» Трое подростков, Саша, Миша и Андрей, живут на одной улице. Одного все знают как отличного шахматиста, другой - заядлый футболист и болельщик, а третий - компанейский парень, любитель всяческих тусовок.

   Однажды футболист пришел к своему другу, чтобы поучиться приемам
   игры в шахматы, но мама сказала, что сын ушел с известной всей улице
   личностью на дискотеку.
   Известно, что Андрей никогда не слышал о Мише. Кто есть кто?

2. Задание «Иерархическая модель» Составить родословное дерево потомков Владимира Мономаха.

Потомки Владимира Мономаха: Владимир Мономах умер в 1125 г. Он оставил 4 сыновей: Мстислава (год смерти - 1132), Ярополка (1139), Вячеслава Туровского (1154) и Юрия Долгорукого (1157). После Мстислава осталось 3 сына: Изяслав Волынский (1154), Всеволод Новгородский (1138) и Ростислав Смоленский (1168). У Изяслава Волынского был сын Мстислав(1170), у Мстислава сын Роман (1205), у Романа - Даниил Галицкий (1264). Ростислав Смоленский имел 4 сыновей: Романа (1180), Рюрика (1215), Давида (1197) и Мстислава Храброго (1180). После Романа Ростиславича остался сын Мстислав Киевский (1224), после Мстислава Храброго - сын Мстислав Удалой (1228). Юрий Долгорукий имел 3 сыновей: Андрея Боголюбского (1175), Михаила (1177) и Всеволода (1212).

1. В школе учатся четыре талантливых подростка: Иванов, Петров, Сидоров, Андреев. Один из них – будущий музыкант, другой преуспел в бальных танцах, третий – солист хора мальчиков, четвертый подает надежды как художник. О них известно следующее:
1. Иванов и Сидоров присутствовали в зале консерватории, когда там солировал в хоре мальчиков певец
2. Петров и музыкант вместе позировали художнику
3. Музыкант ранее дружил с Андреевым, а теперь неразлучен с Ивановым
4. Иванов незнаком с Сидоровым, т.к. они учатся в разных классах и в разные смены. Кто чем увлекается?
2. Постройте в виде графа множество геометрических фигур.
Геометрический объект, линия, плоская фигура, объемное тело, прямая, ломаная, кривая, круг, трапеция, эллипс, параллелограмм, прямоугольник, ромб, квадрат, шар, конус, призма, пирамида.