Структурирование данных. Структура данных как модель предметной области. Исследование моделей на примерах задач различных предметных областей

Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто

30% recurring commission
Выплаты в USDT
Вывод каждую неделю
Комиссия до 5 лет за каждого referral

Тема: «Структурирование данных. Структура данных как модель предметной области. Исследование моделей на примерах задач различных предметных областей.»

Сетевые информационные модели

Сетевые информационные модели применяются для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер.

Например, различные региональные части глобальной компьютерной сети Интернет (американская, европейская, российская, австралийская и так далее) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом одни части (например, американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями Интернета, а другие могут обмениваться информацией между собой только через американскую часть (например, российская и австралийская).

Построим граф, который отражает структуру глобальной сети Интернет (рис. 5.7). Вершинами графа являются региональные сети. Связи между вершинами носят двусторонний, характер и поэтому изображаются ненаправленными линиями (ребрами), а сам граф поэтому называется неориентированным.

Представленная сетевая информационная модель является статической моделью. С помощью сетевой динамической модели можно, например, описать процесс передачи мяча между игроками в коллективной игре (футболе, баскетболе

и так далее).

Основные этапы разработки и исследования моделей на компьютере

Использование компьютера для исследования информационных моделей различных объектов и систем позволяет изучить их изменения в зависимости от значения тех или иных параметров. Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько основных этапов.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

На первом этапе исследования объекта или процесса обычно строится описательная информационная модель. Такая модель выделяет существенные с точки зрения целей

проводимого исследования параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает.

На втором этапе создается формализованная модель, то есть описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и пр. фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств.

Однако далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины через исходные данные. В таких случаях используются приближенные математические методы, позволяющие получать результаты с заданной точностью.

На третьем этапе необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную модель, то есть выразить ее на понятном для компьютера языке. Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели:

1) построение алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования;

2) построение компьютерной модели с использованием одного из приложений (электронных таблиц, СУБД и пр.).

В процессе создания компьютерной модели полезно разработать удобный графический интерфейс, который позволит визуализировать формальную модель, а также реализовать интерактивный диалог человека с компьютером на этапе исследования модели.

Четвертый этап исследования информационной модели состоит в проведении компьютерного эксперимента. Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты.

Если компьютерная модель исследуется в приложении, например в электронных таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график и так далее.

Пятый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели. В случае различия результатов, полученных при исследовании информационной модели, с измеряемыми параметрами реальных объектов можно сделать вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности. Например, при построении описательной качественной модели могут быть неправильно отобраны существенные свойства объектов, в процессе формализации могут быть допущены ошибки в формулах и так далее. В этих случаях необходимо провести корректировку модели, причем уточнение модели может проводиться многократно, пока анализ результатов не покажет их соответствие изучаемому объекту.

Структура системы — определенный порядок объединения элементов системы.

Задание 1. Постройте таблицу по следующим данным. Дайте название полученной таблице.

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 враз. 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 враз. Расстояние до Акрукса — 260 световых лет. Денеб ярче Солнца враз. 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.

Задание 2. Составьте сетевую модель. В первом ряду укажите имена своих друзей, во втором — их увлечения. Изобразите дугами связи: имя — увлечение.

Задание 1. Постройте таблицу по следующим данным. Дайте название полученной таблице.

Табличные логические информационные модели

С помощью таблиц можно находить решения логических задач. Такая форма решения задачи является наиболее наглядной и простой.

Рассмотрим логическую задачу.

В школе учатся четыре талантливых подростка: Иван, Петр, Алексей и Андрей. Один из них — будущий хоккеист, другой преуспел в футболе, третий — легкоатлет, четвертый подает надежды как баскетболист.

О них известно следующее:

1. Иван и Алексей присутствовали в спортзале, когда там занимался легкоатлет.

2. Петр и хоккеист вместе были на тренировке баскетболиста.

3. Хоккеист раньше дружил с Андреем, а теперь неразлучен с Иваном.

4. Иван незнаком с Алексеем, так как они учатся в разных классах и в разные смены.

Кто чем увлекается?

Построим таблицу, в которой учтем все возможные варианты. Включим в нее столбцы с названиями: «Футболист», «Баскетболист», «Легкоатлет», «Хоккеист» и строки с именами мальчиков.

Анализ исходных условий. Из первого пункта следует, что ни Иван, ни Алексей не могут быть легкоатлетами. В таблице занесем в соответствующие клетки знак «минус».

Аналогично определяем, что:

Петр не баскетболист и не хоккеист (из пункта 2);

Андрей и Иван не хоккеисты (из пункта 3).

После анализа исходных условий таблица выглядит так:

	Футболист	Баскетболист	Легкоатлет	Хоккеист
Иван			-	-
Петр		-		-
Алексей			-
Андрей				-

Теперь будем рассуждать.

• По условию задачи каждый подросток обладает только одним талантом. Следовательно, в каждой строчке и каждом столбце может быть только один «+».

• В графе «Хоккеист» оказалось три минуса, тогда хоккеистом должен быть Алексей, так как согласно условию хоккеист среди них есть. Поставим в этой клетке «+».

• Но раз Алексей хоккеист, он не может быть ни легкоатлетом, ни футболистом, ни баскетболистом, что и зафиксируем знаком «-» во всей «алексеевской» строчке.

	Футболист	Баскетболист	Легкоатлет	Хоккеист
Иван			-	-
Петр		-		-
Алексей	-	-	-	+
Андрей				-

• Сопоставим теперь второй и третий пункты условия задачи. Петр и Алексей вместе были на тренировке баскетболиста, но Иван не знает Алексея, значит, баскетболист — не Иванов. Отметим этот факт минусом в соответствующей клетке.

• Теперь в столбике «Баскетболист» три минуса, поэтому баскетболистом является Андрей, ставим ему «+», а в оставшихся пустых клетках строки — минусы.

• Теперь определился легкоатлет - это Петр. Ставим минусы в его строке.

• Остается один Иван, и он, очевидно, футболист. Окончательный вид таблицы:

	Футболист	Баскетболист	Легкоатлет	Хоккеист.
Иван	+	-	-	-
Петр	-	-	+	-
Алексей	-	-	-	+
Андрей	-	+	-	-

Таким образом, в результате составления логической модели в виде таблицы и анализа ее мы пришли к выводу, что Иван— футболист, Петр— легкоатлет, Алексей —хоккеист, а Андрей — баскетболист.

1. Решите логическую задачу.

Определить, кто чем увлекается, и оформить решение в виде таблицы.

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. Решите логическую задачу с помощью таблицы.

Жили три молодых человека - Андрей, Бронислав и Борис. Один из них - аптекарь, другой - бухгалтер, третий - агроном. Один живет в Бобруйске, другой - в Архангельске, третий - в Белгороде. Требуется выяснить, кто где живет и у кого какая профессия. Известно лишь, что:

1) Борис бывает в Бобруйске лишь наездами и то весьма редко, хотя все его родственники живут в этом городе.

2) У двоих из этих людей названия профессий и городов, в которых они живут, начинаются с той же буквы, что и имена.

3) Жена аптекаря приходится Борису младшей сестрой.

1. Решите логическую задачу.

Определить, кто чем увлекается, и оформить решение в виде таблицы.

Известно, что Андрей никогда не слышал о Мише. Кто есть кто?

2. Решите логическую задачу с помощью таблицы.

4) Борис бывает в Бобруйске лишь наездами и то весьма редко, хотя все его родственники живут в этом городе.

5) У двоих из этих людей названия профессий и городов, в которых они живут, начинаются с той же буквы, что и имена.

6) Жена аптекаря приходится Борису младшей сестрой.

1. Решите логическую задачу.

Определить, кто чем увлекается, и оформить решение в виде таблицы.

Известно, что Андрей никогда не слышал о Мише. Кто есть кто?

2. Решите логическую задачу с помощью таблицы.

7) Борис бывает в Бобруйске лишь наездами и то весьма редко, хотя все его родственники живут в этом городе.

8) У двоих из этих людей названия профессий и городов, в которых они живут, начинаются с той же буквы, что и имена.

9) Жена аптекаря приходится Борису младшей сестрой.

1. Решите логическую задачу.

Определить, кто чем увлекается, и оформить решение в виде таблицы.

Известно, что Андрей никогда не слышал о Мише. Кто есть кто?

2. Решите логическую задачу с помощью таблицы.

10)Борис бывает в Бобруйске лишь наездами и то весьма редко, хотя все его родственники живут в этом городе.

11)У двоих из этих людей названия профессий и городов, в которых они живут, начинаются с той же буквы, что и имена.

12)Жена аптекаря приходится Борису младшей сестрой.

Структурирование данных. Структура данных как модель предметной области. Исследование моделей на примерах задач различных предметных областей

Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто

Домашний очаг

Справочная информация

Техника

Общество

Образование и наука

Мир

Бизнес и финансы