22.2. Этапы моделирования

← 22.1. Понятие информационной модели

22.3. Типовые информационные модели →

Построение информационной модели начинается с системного анализа объекта моделирования. Например, предположим, что руководство некой фирмы столкнулось с проблемой снижения эффективности работы фирмы по мере ее роста и решило упорядочить управленческую деятельность. Первое, что необходимо сделать руководству фирмы, - провести системный анализ деятельности фирмы, то есть анализ объекта моделирования в соответствии с системным подходом. Системный аналитик, приглашаемый в фирму, должен изучить ее деятельность, выделить участников процесса управления и их деловые взаимоотношения.

Далее полученное теоретическое описание моделируемой системы преобразуется в компьютерную модель. Для этого используется либо готовое программное обеспечение, либо привлекаются программисты для ее разработки. Для приведенного примера с фирмой компьютерная информационная модель поможет найти оптимальный вариант управления, при котором будет достигнута наивысшая эффективность работы фирмы согласно заложенному в модель критерию.

Информационная модель базируется на данных, т.е. на информации об объекте моделирования. Любой реальный объект обладает бесконечным множеством различных свойств. Для создания его информационной модели требуется выделить лишь те свойства, которые необходимы с точки зрения цели моделирования; четко сформулировать эту цель необходимо до начала моделирования. На рис. 22.1 представлена схема этапов разработки компьютерной информационной модели.

Рисунок 22.1. Этапы разработки компьютерной информационной модели

← 22.1. Понятие информационной модели

22.3. Типовые информационные модели →

22.3. Типовые информационные модели

← 22.2. Этапы моделирования

23.1. Понятие алгоритма →

Данные, используемые в любой информационной модели, всегда определенным образом упорядочены, структурированы. Другими словами, данные, на которых базируется информационная модель, представляют собой систему со всеми характерными признаками – элементным составом, структурой, назначением. Такие структурированные системы данных часто называют структурами данных. Исследуя некоторую реальную систему (объект или процесс моделирования), системный аналитик строит ее теоретическую модель. При этом он, в первую очередь, должен описать структуру данных. К таким типовым структурам данных относятся графы (сети, деревья – частные случаи графа), таблицы.

Графы, сети, деревья

Граф – это графическая структура, которая отображает элементный состав системы и структуру связей в этой системе. Например, словесное описание местности «Район со-стоит из 5 поселков – Дедкино, Бабкино, Кошкино, Мышкино, Репкино. Автомобильные дороги проложены между Дедкино и Бабкино, Дедкино и Кошкино, Бабкино и Мышкино, Бабкино и Кошкино, Кошкино и Репкино» может быть представлено в виде графа, изображенного на рис. 22.2

Рисунок 22.2. Неориентированный граф, представляющий структуру описания местности

Составными частями графа являются вершины и ребра. Вершины на рис. 22.2 изображены кружками, изображающими элементы системы, а ребра изображены линиями, показы-вающими связи (отношения) между элементами. Граф, изображенный на рис. 22.2, относится к виду графов, называемому сетью. Для такого вида графов характерна возможность раз-личных путей перемещения по ребрам между некоторыми парами вершин. В сетях возможны так же замкнутые пути, называемые циклами. Граф, изображенный на рис. 22.2, так же является неориентированным графом. В нем каждое ребро обозначает наличие дорожной связи между двумя пунктами. Но дорожная связь действует одинаково в обе стороны: если по дороге можно проехать от Б к М, то по ней же можно проехать от М к Б. Такую связь еще называют симметричной.

Рассмотрим другой пример графа, изображенного на рис. 22.3. На этом рисунке отображено следующее описание предметной области: «У человека существует 4 группы крови. При переливании крови от одного человека к другому не все группы совместимы. Варианты, которые возможны при переливании крови, указаны с помощью графа на рис. 22.3. Группы крови представлены вершинами графа с соответствующими номерами, а стрелки указывают на возможность переливания одной группы крови человеку с другой группой крови». Связи между вершинами данного графа несимметричны и поэтому изображаются направленными линиями со стрелками. Такие линии принято называть дугами (в отличие от ребер неориентированных графов). Граф с такими свойствами называется ориентированным. Ребра, исходящие и входящие в одну и ту же вершину, называются петлями.

Рисунок 22.3. Ориентированный граф, отображающий описание предметной области «Переливание крови».

При построении информационных моделей многих систем приходится иметь дело с иерархической структурой. В этих структурах установлены отношения подчиненности. На рисунке 22.4 изображен граф, отражающий управления средней школой. Такой ориентированный или неориентированный граф называется деревом. Основными свойствами дерева, отличающими его от других видов графов, является то, что между любыми двумя его вершинами существует единственный путь, и, кроме того, из каждой вершины может выходить несколько ребер, но в каждую вершину входит только одно ребро. Есть вершина, в которую не входит ни одно ребро (корень дерева) и вершины, из которых не выходит ни одного ребра (листья).

Рисунок 22.4. Дерево, изображающее структуру управления средней школой.

Широко известным в информатике примером применения дерева для отображения предметной области является изображение системы хранения файлов и каталогов на магнитных дисках.

Таблицы

Представление информации в табличной форме широко распространено. Чаще всего мы пользуемся прямоугольными таблицами. Простейшая таблица состоит из строк и граф (столбцов). В верхней строке таблицы обычно располагаются заголовки столб-цов. Пересечение строки и столбца образует ячейку. На рисунке 22.5 приведен пример прямоугольной таблицы, содержащей сведения о погоде. Эта таблица является приме-ром таблицы типа «объект-свойство». Каждая строка такой таблицы относится к определенному объекту. Графы (столбцы) отражаются свойства объектов.

Дата	Осадки	Температура, градусы С	Давление, мм.рт.ст.	Влажность, %
15.03.07	Снег	-3,5	746	67
16.03.07	Без осадков	0	750	62
17.03.07	Без осадков	1	740	100
18.03.07	Туман	2,1	745	96
19.03.07	Мокрый снег	4,0	760	87

Рисунок 22.5. Таблица, описывающая предметную область «Погода»

← 22.2. Этапы моделирования

23.1. Понятие алгоритма →