Что такое графическая модель

Графические информационные модели

Вы будете перенаправлены на Автор24

Свойства графических информационных моделей

Графическая информационная модель – способ представления описываемых объектов и процессов в виде изображений. С помощью таких моделей передаются внешние признаки – форма, размер, цвет.

Поскольку человек с помощью зрения получает большую часть информации (порядка 70%), то по эффективности восприятия рисунок зачастую оказывается более эффективным, чем текст, формулы или устный рассказ.

Графические информационные модели, видимо, появились в человеческой практике раньше других. Рисунки, отображающие план местности и места охоты, археологи находят на стенах пещер, где обитали доисторические люди.

Типы графических моделей

Примеры графических моделей:

Рисунок 1. Чертеж. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Готовые работы на аналогичную тему

Способы исполнения карт, схем, чертежей регламентированы отраслевыми стандартами. Так, географические карты выполняются в заданном масштабе, с использованием определенных правил преобразования трехмерной поверхности в двухмерную (проекции), с нанесением сетки координат, с использованием определенных цветов для обозначения высот и глубин. Кроме того, географические карты изображаются по-разному в зависимости от назначения: физические, экономические, климатические, демографические, военные и т.д.

Схемы также различаются в зависимости от отрасли. Существуют стандарты для черчения электронных схем, схем монтажа оборудования (например, электросилового, водопроводного) и т.п.

Существуют менее регламентированные формы графических моделей, такие, как эскизы. Они применяются там, где требуется быстро зафиксировать конструкторскую мысль, передать ее исполнителю. Нет строгих правил при формировании графиков и диаграмм. Однако и при рисовании произвольных графических моделей принято придерживаться определенных правил и рекомендаций.

Рисунок 2. Рекомендации по отображению диаграммы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В приведенном примере нужно расположить информацию на осях таким образом, чтобы данные легко считывались. Если нанести информацию об уровне образования на горизонтальную ось, большое количество текста помешает восприятию. Кроме того, придется задействовать большое количество цветов и штриховок. Но при упрощении второй оси (умеренные цифры) график легко разворачивается на 90 градусов, дополнительная фактура становится ненужной.

Графические модели и вычислительная техника

Современное программное обеспечение предоставляет широкие возможности для подготовки графических моделей. Приведем несколько примеров таких приложений:

Особо следует отметить то обстоятельство, что графические модели используются и при разработке самого программного обеспечения: с помощью диаграмм семейства UML проектируются компьютерные программы. Такие диаграммы не зависят от предметной области и могут применяться в любом программном проекте. Кроме того, для подготовки таких диаграмм не нужна компьютерная техника (хотя ее применение и возможно). Диаграммы и схемы рисуются фломастерами на пластиковых досках или ватмане в ходе «мозговых штурмов», к которым могут быть привлечены как непосредственные разработчики, так и представители заказчика.

Рисунок 3. Диаграмма случаев использования из семейства UML. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Проектирование с помощью UML начинается от определения случаев использования (Use Case). Дальнейшие уточнения могут идти многими способами, но конечной целью процесса проектирования является формирование диаграмм классов. На их основе с помощью специального программного обеспечения может быть даже частично сформирован компьютерный код, который программистам останется только конкретизировать и отладить.

Источник

Графические информационные модели. Многообразие графических информационных моделей

Урок 5. Информатика 9 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Графические информационные модели. Многообразие графических информационных моделей»

Графическая информационная модель – это наглядный способ представления объектов и процессов в виде графических изображений. Графические информационные модели являются простейшим видом моделей. С их помощью передаются внешние признаки объекта – размер, форма, цвет. Графические модели несут в себе больше информации, чем словесные.

Для более наглядного и понятного представления информации в графических информационных моделях используются графические изображения (образные элементы), которые могут быть дополнены текстами, числами и символами. Примерами графических информационных моделей являются схемы, карты, чертежи, графики, диаграммы и много другое.

Разберёмся более подробно с каждой из них.

Cхема – это графическое отображение состава и структуры сложной системы. Можно обратиться к ранее рассматриваемому примеру: две электрические схемы соединения переключателей.

Схема последовательного соединения переключателей

Схема параллельного соединения переключателей

На первой представлено последовательное соединение, а на второй – параллельное. Можно заметить, что с помощью схемы легче разбираться с такими задачами, нежели использовать словесное описание. Схемы используются на уроках биологии, истории и так далее.

Следующая графическая информационная модель – чертеж. Чертеж – это условное графическое изображение предмета с точным соотношением его размеров, получаемое методом моделирования. При построении чертежа используются изображения, числа, текст. С помощью изображений мы получаем представление о форме объекта, с помощью чисел – о размере, с помощью текста – о названии объектов, размерах, в которых выполнены изображения. Примером чертежа является изображение детали перед её изготовлением.

На чертеже изображена деталь в разрезе, чтобы лучше было видно все части, составляющие нашу деталь, присутствуют размеры (числа).

Рассмотрим такую графическую информационную модель как карта. Карта используется для отображения местности в уменьшенном масштабе, которая является для нее объектом моделирования. Например, с помощью карты мы можем узнать сколько километров от Москвы до Санкт-Петербурга, как добраться на метро или автобусе с одного остановочного пункта до другого, где находится Будапешт и много другое. Для различных целей используются разнообразные карты: политическая, географическая, тематическая и другие.

Перейдем к графикам. График – это графическое изображение, которое отображает зависимость одной величины от другой, динамику какого-либо процесса в течение какого-либо периода и много другое.

Расставим точки в соответствии с данными на координатной плоскости и соединим их линиями.

Мы получили необходимый график, с помощью которого можно сделать вывод, что знания Максима по математике ухудшились. Ещё одним примером графика является кардиограмма сердца. Кардиограмма точно определяет в каком ритме бьётся сердце.

Перейдём к диаграммам. Диаграмма – это графическое изображение, которое даёт наглядное представление о соотношении каких-либо величин или нескольких значений одной величины, об изменении их значений. Диаграммы бывают нескольких видов, но более подробно мы с ними познакомимся при изучении электронных таблиц.

А сейчас рассмотрим несколько примеров.

Первый: Наша планета состоит из воды и суши. Вода составляет семьдесят процентов от планеты, а суша – тридцать. Изобразим всё это с помощью круговой диаграммы. Нарисуем круг. Он будет изображать планету и соответственно будет равен ста процентам. Затем изобразим семьдесят процентов суши и тридцать процентов воды.

На данной диаграмме мы можем увидеть соотношение воды и суши.

Теперь рассмотрим ещё один пример. Саша тратит на дорогу от дома до школы 10 минут, Таня – 15 минут, Ира – 7 минут и Игорь – 20 минут. Давайте все это изобразим с помощью диаграммы. На оси X напишем имена учащихся, а на оси Y – время, затраченное на дорогу. Затем каждому учащемуся нарисуем столбик по высоте соответствующий времени его пути.

Таким образом мы получили столбчатую диаграмму.

· Графическая информационная модель – это наглядный способ представления объектов и процессов в виде графических изображений.

· Схема – это графическое отображение состава и структуры сложной системы.

· Чертёж – это условное графическое изображение предмета с точным соотношением его размеров, получаемое методом моделирования.

· График – это графическое изображение, которое отображает зависимость одной величины от другой, динамику какого-либо процесса в течение какого-либо периода и много другое.

· Диаграмма – это графическое изображение, которое дает наглядное представление о соотношении каких-либо величин или нескольких значений одной величины, об изменении их значений.

Источник

Что такое Графические, информационные модели? (Задание по Информатики)

Это пишется без запятой.

Графические (или геометрические) информационные модели являются простейшим видом моделей, которые передают внешние признаки объекта — размеры, форму, цвет.

Графические модели более информативны, чем словесные. Без карт трудно представить себе ботанику и биологию, географию, военное дело, судоходство и т. д.

Современные технологии не могут обойтись без информационных моделей технических устройств, зданий и т. д. в виде чертежей.

Электрические и радиосхемы — это информационные модели физики, радиотехники и радиоэлектроники.

Графики и диаграммы — это информационные модели, которые в нагляд­ной форме представляют числовые и статистические данные.

Особое место среди геометрических моделей занимают задачи на пост­роение. Такие задачи возникли еще в глубокой древности и были связаны с практическими потребностями. Они тренируют ум, учат комплексно применять знания, воспитывают нестандартный подход к решению проблем.

В качестве инструмента для графического моделирования сегодня ис­пользуется графический редактор. Для моделирования в среде графического редактора можно пользоваться обобщенной информационной моделью графического объекта.

Любой графический объект обладает формой, размерами, пропорциями и цветом и его можно перемещать, тиражировать, редактировать, повора­чивать, отражать, изменять размеры и пропорции.

Конструирование — это процесс сбора объекта и элементов. Конструиро­вать можно плоские и объемные объекты.

Графическая информационная модель – это наглядный способ представления объектов и процессов в виде графических изображений.

Виды графических моделей:

¨ Карта как информационная модель

¨ Чертеж – точная геометрическая копия реального объекта

¨ Схема – информационная модель сложных систем

¨ График – как модель процесса

¨ Фотография – точное визуальное изображение объекта

Карта описывает конкретную местность, которая является для нее объектом моделирования.

Карта создается с определенными целями для определения :

• местоположения населенных пунктов;

• используя линейку и учитывая масштаб карты, для измерения расстояний между реальными объектами на местности

Сейчас получили большое распространение геоинформационные модели

Чертежи создаются конструкторами, проектировщиками, они должны быть очень точным, т. к. на них указываются все необходимые размеры реального объекта.

Схема – это графическое отображение состава и структуры сложной системы.

Для отображения и визуализации различных процессов (природных, экономических, общественных и технических) часто используют построение графиков.

Графики могут быть представлены в виде круговых диаграмм, столбчатых диаграмм – гистограмм и линейных графиков.

4. Практическая работа в графическом редакторе Paint

В графическом редакторе создайте схему кабинета информатики. Соблюдайте пропорции всех объектов

Источник

Конспект урока «Графические модели»

9 класс, информатика

Тема: Графические информационные модели.

Сформировать у учащихся понятие «графическая модель», рассмотреть виды графических моделей

Развивать практические навыки работы в Paint

Воспитывать интерес к изучаемой теме

Актуализация прежних знаний

Что называют моделью?

Что такое моделирование?

Как можно разделить модели по фактору времени?

Что называют информационной моделью?

Какие типы информационных моделей знаете?

Информационная модель – совокупность информации, характеризующая свойства и состояния объекта, процесса, явления, а также их взаимосвязь с внешним миром.

Одному и тому же объекту можно поставить в соответствие разные информационные модели (вербальные, математические, табличные, графические); все зависит от цели моделирования.

Вербальная модель – это письменное или устное представление информационной модели средствами естественного языка.

Примеры вербальных моделей:

информация в учебниках

произведения художественной литературы

тексты, описывающие алгоритмы

текстовое описание объектов и процессов

Табличная информационная модель – это модель, в которой объекты или их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной таблицы.

Изложение нового материала

Графические (или геометрические) информационные модели являются простейшим видом моделей, которые передают внешние признаки объек та — размеры, форму, цвет.

Графические модели более информативны, чем словесные. Без карт труд но представить себе ботанику и биологию, географию, военное дело, судо ходство и т.д.

Современные технологии не могут обойтись без информационных моделей технических устройств, зданий и т.д. в виде чертежей.

Электрические и радиосхемы — это информационные модели физики, радиотехники и радиоэлектроники.

Графики и диаграммы — это информационные модели, которые в нагляд ной форме представляют числовые и статистические данные.

Особое место среди геометрических моделей занимают задачи на построение. Такие задачи возникли еще в глубокой древности и были связаны с практическими потребностями. Они тренируют ум, учат комплексно применять знания, воспитывают нестандартный подход к решению про блем.

В качестве инструмента для графического моделирования сегодня ис пользуется графический редактор. Для моделирования в среде графического редактора можно пользоваться обобщенной информационной моделью графического объекта.

Любой графический объект обладает формой, размерами, пропорциями и цветом и его можно перемещать, тиражировать, редактировать, повора чивать, отражать, изменять размеры и пропорции.

Конструирование — это процесс сбора объекта и элементов. Конструиро вать можно плоские и объемные объекты.

Графическая информационная модель – это наглядный способ представления объектов и процессов в виде графических изображений.

Виды графических моделей:

Карта как информационная модель

Чертеж – точная геометрическая копия реального объекта

Схема – информационная модель сложных систем

График – как модель процесса

Фотография – точное визуальное изображение объекта

Карта описывает конкретную местность, которая является для нее объектом моделирования.

Карта создается с определенными целями для определения :

местоположения населенных пунктов;

используя линейку и учитывая масштаб карты, для измерения расстояний между реальными объектами на местности

Чертежи создаются конструкторами, проектировщиками, они должны быть очень точным, т.к. на них указываются все необходимые размеры реального объекта.

Схема – это графическое отображение состава и структуры сложной системы.

Для отображения и визуализации различных процессов (природных, экономических, общественных и технических) часто используют построение графиков.

Графики могут быть представлены в виде круговых диаграмм, столбчатых диаграмм – гистограмм и линейных графиков.

Практическая работа в графическом редакторе Paint

В графическом редакторе создайте схему кабинета информатики. Соблюдайте пропорции всех объектов

Что называют графической моделью?

Какие графические модели рассмотрели?

Какие профессии работают с компьютерными графическими моделями?

Кому может понадобится схема кабинета информатики?

Постройте графическую модель вашей комнаты, указав на ней расположение всех предметов мебели, окон и дверей. Запишите название построенной модели (карта, план, схема, чертёж, график).

Источник

Графические информационные модели

1.3 Графические информационные модели.

Графическая информационная модель – это наглядный способ представления объектов и процессов в виде графических изображений. К ним относятся: чертежи, графики, диаграммы, образные модели, схемы (карты, графы, блок-схемы).

Графические (геометрические) информационные модели передают внешние признаки объекта — размеры, форму, цвет, расположение. В графических информационных моделях для наглядного отобра­жения объектов используются условные графические изображения (образные элементы). Часто графические модели дополняются числами, символами и текстами (знаковыми элементами). В этом случае их называют смешанными моделями.

Схема — это представление некоторого объекта в общих, главных чертах с помощью условных обозначений. Схема – это графическое отображение состава и структуры сложной системы. С помощью схем может быть представлен и внешний вид объекта, и его структура. Схема как информационная модель не претендует на полноту предоставле­ния информации об объекте. С помощью особых приёмов и графичес­ких обозначений на ней более рельефно выделяется один или не­сколько признаков рассматриваемого объекта.

В информатике особое место занимает построение блок-схем. Блок-схемы наглядно отражают алгоритм, т. е. последовательность действий при решении задачи. Они строятся при программировании – создании новых программ.

Карта описывает конкретную местность, которая является для нее объектом моделирования. Это уменьшенное обобщённое изображение поверхности Земли на плоскости в той или иной системе условных обозначений.

Карта создается с определенными целями для определения:

местоположения населенных пунктов; рельефа местности; расположения автомагистралей; измерения расстояний между реальными объектами на местности

Графики и диаграммы — это информационные модели, которые в наглядной форме представляют числовые и статистические данные.

График — линия, дающая наглядное представление о характере зависимости одной величины (например, пути) от другой (например, времени). График – отображение и визуализация различных процессов (природных, экономических, общественных и технических). График позволяет отслеживать динамику изменения дан­ных.

Диаграмма — графическое изображение, дающее наглядное пред­ставление о соотношении каких-либо величин или нескольких зна­чений одной величины, об изменении их значений. Более подробно типы диаграмм и способы их построения будут рассмотрены при из­учении электронных таблиц.

Отдельное место среди графических моделей занимают графы.

Графы – замечательные математические объекты, с их помощью можно решать очень много различных, внешне не похожих друг на друга задач. В математике существует целый раздел – теория графов, который изучает графы, их свойства и применение. В информатике по графам строятся программы. В этом параграфе рассмотрены только самые основные понятия, свойства графов и некоторые способы решения задач.

Если объекты некоторой системы изобразить точками (кругами, овалами, прямоугольниками…), а связи между ними — линиями (дугами, стрелками…), то мы получим информационную модель рассматриваемой системы в форме графа. Граф представляет собой набор вершин и соединяющих их ребер. Вершины графа могут быть обозначены буквами, числами, словами…

Если ребра графа указывают направление (представлены стрелками), то граф называют ориентированным (орграфом). Движение в ориентированном графе возможно тольеко в одном направлении (по стрелкам). Связи между объектами – вершинами в таком случае считаются несимметричными. У неориентированного графа связи между объектами – вершинами симметричны.

Одинаковые, но по-разному нарисованные графы, называют изоморфными. У изоморфных графов соединены одни и те же вершины.

Степенью вершины графа называется количество выходящих из нее ребер. Вершина, имеющая четную степень, называется четной вершиной, Вершина, имеющая нечетную степень, называется нечетной вершиной. На рисунке вершины A, B, D – чётные. Их степень равна 2. Вершины С, Е – нечётные. Их степень равна 3.

С понятием степени вершины связана одна из основных теорем теории графов – теорема о чётности числа нечетных вершин.

Теорема: Любой нормальный граф содержит четное число нечетных вершин.

Для иллюстрации рассмотрим задачу.

В городе Маленьком 5 телефонов. Можно ли их соединить проводами так, чтобы каждый телефон был соединен ровно с 3-мя другими?

Решение: Допустим, что такое соединение телефонов возможно. Тогда представим себе граф, в котором вершины обозначают телефоны, а ребра – провода, их соединяющие. Подсчитаем, сколько всего получится проводов. К каждому телефону подключено ровно 3 провода, т. е. степень каждой вершины нашего графа – 3. Чтобы найти число проводов, надо просуммировать степени всех вершин графа и полученный результат разделить на 2 (т. к. каждый провод имеет два конца и при суммировании степеней каждый провод взят 2 раза). (3*5)/2=15/2=7,5

Но это число не целое, то есть количество проводов получится разным. Значит наше предположение о том, что можно соединить каждый телефон ровно с пятью другими, оказалось неверным.

Ответ. Соединить телефоны таким образом невозможно.

Есть еще одно важное понятие, относящееся к графам – понятие связности. Граф называется связным, если любые две его вершины можно соединить путем, т. е. непрерывной последовательностью ребер. Существует целый ряд задач, решение которых основано на понятии связности графа. Граф на рисунке ниже имеет три компоненты связности (состоит из трёх отдельных частей).

Вершина, не имеющая рёбер, называется изолированной вершиной и составляет отдельную компоненту связности. Вершина, имеющая только одно ребро, называется концевой или висячей.

Путь по вершинам и рёбрам графа, в который любое ребро графа входит не более одного раза, называется цепью (1). Цепь, начальная и конечная вершины которой совпадают, называется циклом (2). Дерево (иерархия) – это граф, в котором нет циклов (3), т. е. в нём нельзя из не­которой вершины пройти по нескольким различным рёбрам и вер­нуться в ту же вершину. Отличительной особенностью дерева явля­ется то, что между любыми двумя его вершинами существует един­ственный путь.

(1) (2) (3)

Всякая иерархическая система может быть представлена с по­мощью дерева. У дерева выделяется одна главная вершина, называе­мая его корнем. Каждая вершина дерева (кроме корня) имеет только одного предка, обозначенный им объект входит в один класс высше­го уровня. Любая вершина дерева может порождать несколько по­томков — вершин, соответствующих классам нижнего уровня. Такой принцип связи называется «один-ко-многим». Вершины, не име­ющие порождённых вершин, называются листьями.

Например, родственные связи между членами семьи удобно изображать с по­мощью графа, называемого генеалогическим или родословным дере­вом.

Граф с циклом называется сетью. Если героев некоторого литера­турного произведения представить вершинами графа, а существую­щие между ними связи изобразить рёбрами, то мы получим граф, на­зываемый семантической сетью.

1.3.3 Использование графов при решении задач

Пример 1. Для того чтобы записать все трёхзначные числа, состо­ящие из цифр 1 и 2, можно воспользоваться графом (деревом).

Дерево можно не строить, если не требуется выписывать все воз­можные варианты, а нужно просто указать их количество. В этом случае рассуждать нужно так: в разряде сотен может быть любая из цифр (1или 2), в разряде десятков — те же два варианта, в разряде еди­ниц — те же два варианта. Следовательно, число различных вариан­тов: 2 • 2 • 2 = 8.

В общем случае, если известно количество возможных вариантов выбора на каждом шаге построения графа, то для вычисления обще­го количества вариантов нужно все эти числа перемножить.

Пример 2. Рассмотрим несколько видоизменённую классическую задачу о переправе.

На берегу реки стоит крестьянин (К) с лодкой, а рядом с ним — собака (С), лиса (Л) и гусь (Г). Крестьянин должен переправиться сам и перевезти собаку, лису и гуся на другой берег. Однако в лодку кроме крестьянина помещается либо только собака, либо только лиса, либо только гусь. Оставлять же собаку с лисой или лису с гу­сем без присмотра нельзя — собака представляет опасность для лисы, а лиса — для гуся. Как крестьянин должен организовать пе­реправу?

Для решения этой задачи составим граф, вершинами которого бу­дут исходное размещение персонажей на берегу реки, а также всевоз­можные промежуточные состояния, достигаемые из предыдущих за один шаг переправы. Каждую вершину-состояние переправы обозна­чим овалом и свяжем рёбрами с состояниями, образованными из неё. Недопустимые по условию задачи состояния выделены пунк­тирной линией; они исключаются из дальнейшего рассмотрения. Начальное и конечное состояния переправы выделены жирной ли­нией.

На графе видно, что существует два решения этой задачи. При­ведём соответствующий одному из них план переправы:

крестьянин перевозит лису; крестьянин возвращается; крестьянин перевозит собаку; крестьянин возвращается с лисой; крестьянин перевозит гуся; крестьянин возвращается; крестьянин перевозит лису.

Пример 3. Рассмотрим следующую игру: сначала в кучке лежит 5 спичек; два игрока убирают спички по очереди, причём за 1 ход можно убрать 1 или 2 спички; выигрывает тот, кто оставит в кучке спичку. Выясним, кто выигрывает при правильной игре — первый (I) или второй (II) игрок.

Игрок I может убрать одну спичку (в этом случае их останется 4) или сразу 2 (в этом случае их останется 3).

Если игрок I оставил 4 спички, игрок II может своим ходом оста­вить 3 или 2 спички. Если же после хода первого игрока осталось 3 спички, второй игрок может выиграть, взяв две спички и оставив одну.

Если после игрока II осталось 3 или 2 спички, то игрок I в каждой из этих ситуаций имеет шанс на выигрыш.

Таким образом, при правильной стратегии игры всегда выиграет первый игрок. Для этого своим первым ходом он должен взять одну спичку.

На рис. 2.8 представлен граф, называемый деревом игры. На нём отражены все возможные варианты, в том числе ошибочные (проиг­рышные) ходы игроков.

Контрольные вопросы.

Вопросы и задания выполнить письменно в тетради.

Какие информационные модели относят к графическим? Приведите примеры графических информационных моделей, с которыми вы имеете дело: а) при изучении других предметов; б) в повседневной жизни. Что такое граф? Что является вершинами и рёбрами графа? Укажите на собственном графе-примере. Какой граф называют ориентированным? Какой граф называют взвешенным? Какие графы называют изоморфными?
Что такое степень вершины? Укажите степени вершин в вашем графе. Сформулируйте теорему о чётности числа нечетных вершин. Какой граф называют связным? Изобразите граф с двумя компонентами связности. Какую вершину называют изолированной? Укажите на собственном примере – графе. Какую вершину называют висячей? Укажите на собственном примере – графе. Что такое путь? Что такое цепь? Что такое цикл? Укажите на собственном примере – графе. Что такое граф-дерево? Моделями каких систем могут служить де­ревья? Приведите пример такой системы. Составьте семантическую сеть по русской народной сказке «Колобок».

Источник