Компьютерное моделирование
Информатика имеет самое непосредственное отношение к информационным и математическим моделям, поскольку они – основа применения компьютера при решении задач различной природы. Обобщённую схему компьютерного моделирования можно представить следующим образом (рис. 8.1).
Рис.8.15. Схема компьютерного
моделирования
Основные этапы компьютерного решения задач будут подробно рассмотрены при изучении раздела «Основы алгоритмизации».
Информационные модели
Информационные модели во многих случаях опираются на математические модели, так как при решении задач математическая модель исследуемого объекта, процесса или явления неизбежно преобразуется в информационную для её реализации на компьютере. Определим основные понятия информационной модели.
Информационным объектомназывается описание реального объекта, процесса или явления в виде совокупности его характеристик (информационных элементов), называемыхреквизитами. Информационный объект определённой структуры (реквизитного состава) образуеттип (класс),которому присваивают уникальноеимя. Информационный объект с конкретными характеристиками называютэкземпляром. Каждый экземпляр идентифицируется заданиемключевого реквизита (ключа).Одни и те же реквизиты в различных информационных объектах могут быть как ключевыми, так и описательными. Информационный объект может иметь несколько ключей.
Пример. Информационный объект СТУДЕНТ имеет реквизитный состав:номер(номер зачётной книжки – ключевой реквизит),фамилия, имя, отчество, дата рождения, код места обучения. Информационный объект ЛИЧНОЕ ДЕЛО: номер студента, домашний адрес, номер аттестата о среднем образовании, семейное положение, дети. Информационный объект МЕСТО ОБУЧЕНИЯ включает реквизиты:код (ключевой реквизит), наименование вуза, факультет, группа.Информационный объект ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: код (ключевой реквизит), кафедра, фамилия, имя, отчество, учёная степень, учёное звание, должность.
Отношения, существующие между реальными объектами, определяются в информационных моделях каксвязи. Существует три вида связей: один к одному (1:1), один ко многим (1:М) и многие ко многим (М:М).
Связь один-к-одномуопределяет соответствие одному экземпляру информационного объекта X не более одного экземпляра информационного объекта Y, и наоборот.
Пример. Информационные объекты СТУДЕНТ и ЛИЧНОЕ ДЕЛО будут связаны отношением один к одному. Каждый студент имеет определённые уникальные данные в личном деле.
При связи один-ко-многимодному экземпляру информационного объекта X может соответствовать любое количество экземпляров информационного объекта Y, но каждый экземпляр объекта Y связан не более чем с одним экземпляром объекта X.
Пример. Между информационными объектами МЕСТО ОБУЧЕНИЯ и СТУДЕНТ необходимо установить связь один ко многим. Одно и то же место обучения может многократно повторяться для различных студентов.
Связь многие-ко-многимпредполагает соответствие одному экземпляру информационного объекта X любого количества экземпляров объекта Y, и наоборот.
Пример. Информационные объекты СТУДЕНТ и ПРЕПОДАВАТЕЛЬ имеют связь многие ко многим. Каждый студент обучается у множества преподавателей, а каждый преподаватель учит множество студентов.
Информационные объекты могут образовывать следующие структуры: очередь – последовательная обработка; цикл; дерево; граф – общий случай.