Тема урока: «Информационное моделирование на компьютере».

Цели:

Образовательные: определить возможности моделирования на компью-

тере.

Развивающие: помочь учащимся усвоить понятие модель, моделирование, ин-

формационные модели, табличные модели, развивать познавательные интере-

сы, умение составлять конспект, выделять главное, развитие познавательных

интересов, навыков работы с панелями инструментов редактора WORD, освое-

ние новых приёмов форматирования таблиц.

Воспитательные: способствовать воспитанию информационной культуры

учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчиво-

сти, воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, акку-

ратности, дисциплинированности, усидчивости;

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, компьютерная пре-

зентация, задания на карточках.

ХОД УРОКА:

1.Организацинный момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

Проверка домашнего задания и актуализация знаний.

Вопросы:

1.

Что такое модель?

2.

Что такое моделирование?

3.

Информационные модели. Натурные модели.

4.

Формализация.

5.

Табличные модели «объект-свойство», «объект-объект».

6.

Двоичные матрицы.

7.

Основное преимущество ПК перед человеком.

8.

Компьютерная математическая модель.

9.

Численные методы.

10.Вычислительный эксперимент.

11.Имитационные модели.

2.Актуализация опорных знаний.

Современным и самым удобным инструментом для информационного моде-

лирования является компьютер.

-Какие виды информационных моделей на сегодняшний день вы знаете?

(Образные, графические, табличные).

-Какое программное обеспечение для их создания на компьютере необходи-

мо?(Текстовые редакторы, графические редакторы, электронные таблицы).

Но это еще не все. Феноменальной возможностью компьютера является бы-

стрый счет (миллиарды операций в секунду). Эти возможности широко исполь-

зуются при компьютерном математическом моделировании.

3.Введение новой темы.



Математическая модель - это описание моделируемого процесса на

языке математики ( уравнения, системы уравнений и т.п).

До появления ЭВМ ученые создавали модели, которые можно было про-

считать вручную, поэтому модели были относительно простыми. Но про-

стая модель не всегда хорошо описывает процесс, ошибка в расчетах по

такой модели может обесценить результат.

Появление ЭВМ дало возможность создавать сложные математические

модели.



Компьютерная математическая модель – это программа, реализующая

расчеты состояния моделируемой системы по ее математической модели.

Ее использование называется вычислительным экспериментом. Примеры

таких экспериментов: прогноз погоды, испытание оружия, космические

испытания.

Для визуализации результатов используются компьютерная графика.

План проведения компьютерного моделирования:

1)

Постановка задачи. Задача формулируется на обычном языке:

а)Задачи, в которых требуется исследовать, как изменятся характери-

стики объекта при некотором воздействии на него: «что будет,

если..?»

б)Задачи, в которых необходимо произвести воздействие на объект,

чтобы его параметры удовлетворяли некоторому заданному условию:

«как сделать, чтобы…?»

2)

Определение

цели моделирования (определить, какие свойства

объекта будут для нас существенными, а какими можно прене-

бречь).

3)

Анализ объекта (выявление его составляющих (элементарных

объектов) и определения связей между ними).

4)

Разработка информационной модели объекта.

5)

Технология моделирования (управление компьютерным экспери-

ментом происходит обычно в форме диалога человека и компью-

тера).

6)

Анализ результатов моделирования (принятие решения, которое

должно быть выбрано на основе всестороннего анализа полученных

результатов; в итоге вы либо продолжаете исследования (корректи-

руете модель), либо заканчиваете (принимаете решение).

При моделировании на компьютере необходимо иметь представление:



О классах программных средств



Об их назначении



Об инструментарии



О технологических приемах работы

Имитационная модель воспроизводит поведение сложной системы, эле-

менты которой могут вести случайным образом, т.е. поведение которых заранее

предсказать нельзя.

Такое поведение в математике называется стохастическим. Из курса физи-

ки вам знакомо явление броуновского движения: хаотического перемещения

легких частиц на поверхности жидкости из-за неравномерных ударов молекул с

разных сторон. Нельзя точно рассчитать траекторию броуновской частицы, но

ее можно сымитировать на экране компьютера. Отсюда происходит название –

имитационные модели.

К имитационным моделям относятся модели систем массового обслужива-

ния: например, системы торговли, автосервиса, скорой помощи, в которых по-

явление заявок на обслуживание и длительность обслуживания одной заявки –

события случайные.

Задачи, решаемые с помощью имитационных моделей систем массового

обслуживания, заключается в поиске режимов работы служб сервиса (магази-

нов, автозаправок и т.д), уменьшающих время ожидания клиентов.

Еще одним популярным объектом для имитационного моделирования яв-

ляются транспортные системы: сеть городских дорог, перекрестки, светофоры,

автомобили. Модель имитирует движение транспортных потоков по городским

улицам. Эксперименты на такой модели позволяют найти режимы управления

движением (работа светофоров), уменьшающие возможности возникновения

пробок. Работа имитационной модели всегда визуализируется на экране

компьютера.

4.Закрепление

1.

Установите правильную последовательность: моделирование, поста-

новка задачи, программирование, алгоритмизация (постановка и зада-

чи, моделирование, алгоритмизация, программирование).

2.

Что общего и в чем различие понятий «Математическая модель» и

«Компьютерная математическая модель»?

3.

В каких ситуациях используется имитационное моделирование?

5. Кроссворд (приложение 1)

6.Практическая часть.

1.

Расчет прогноза погоды на современном компьютере с быстродей-

ствием 1 млн. операций в секунду длится 1 ч. Оценить, сколько вре-

мени понадобилось человеку, имеющему в своем распоряжении

арифмометр (механический калькулятор). (1 000 000 : 3600 = 278 ч).

2.

Решите задачу, используя двоичную матрицу.

Миша, Олег, Иван и Витя – одноклассники. Каждый из них занима-

ется каким-нибудь видом спорта и говорит на одном из иностранных

языков: английском, немецком, французском, итальянском. Секции и

языки у них разные. Миша играет в футбол. Мальчик, который гово-

рит по – французски, играет в баскетбол. Олег играет в бадминтон.

Миша не знает итальянского языка, а Олег не владеет английским.

Иван не занимается легкой атлетикой, а бадминтонист не говорит по

– итальянски. Определите, каким видом спорта занимается каждый

мальчик, и каким иностранным языком он владеет.

(Миша – футболом, английским; Олег – бадминтоном, немецким;

Иван – баскетболом, французским; Витя – легкой атлетикой, ита-

льянским).

Анг.яз

Немецкий

Франц.яз

Италь.яз

Футбол

Баскетбол

Бадминтон

Лег.атлетика

Миша

1

0

0

0

Миша

1

0

0

0

Олег

0

1

0

0

Олег

0

0

1

0

Иван

0

0

1

0

Иван

0

1

0

0

Витя

0

0

0

1

Витя

0

0

0

1

7.Домашняя работа

П.9

Домашнее задание

1. В каких случаях невозможно обойтись без вычислительного эксперимен-

та?

2. В чём особенность имитиационных моделей?

3. Расчёт прогноза погоды на современном компьютере с быстродействием 1

млн.операций в секунду длится в течение 1 часа. Оцените, сколько времени

понадобилось бы для этого человеку, имеющему в своём распоряжении ариф-

мометр (механический калькулятор), выполнение одной операции на котором

занимает 10 секунд.

4. Придумайте по одному примеру формы использования компьютерной

графики для вычислительного эксперимента, для компьютерного управле-

ния и для имитационной модели.

5. Самолёт находится на высоте 5000 метров. Обнаружилась неисправность

работы двигателя. Самолёт начал падать. Бортовой компьютер производит диа-

гностику неисправности и сообщает пилоту о необходимых действиях. Для ре-

шения этой задачи ему нужно выполнить 10

8

вычислительных операций. Бы-

стродействие компьютера – 1 млн. операций в секунду. Успеет ли лётчик спа-

сти самолёт, если минимальная высота, на которой самолёт можно вывести из

пике – 2000 метров?

8. Вопросы учеников.

Ответы на вопросы учащихся.

9. Итог урока.

Подведение итога урока. Выставление оценок.

На уроке мы научились структурировать информацию, редактировать и форма-

тировать таблицы в текстовом редакторе WORD. Закрепили основные понятия

и определения по теме «Моделирование».