Информационные модели

Что такое информационная модель

С развитием человечества возникает потребность структурировать и оптимизировать объем накопленных данных, а также найти возможности для их эффективного использования. Ключевым фактором в данном вопросе является информационная модель, которая представляет собой один из инструментов планирования.

Информационная модель неосязаема, ее нельзя наблюдать. Отсутствие материального воплощения объясняется построением модели только на основе информации, в том числе характеристики:

• состояние объекта;
• специфические свойства;
• процессы и явления;
• взаимодействие с внешней средой.

С учетом перечисленных параметров можно представить описание информационной модели, что является самым первым шагом проработки. Полноценная информационная модель, как правило, представляет собой сложную разработку с множеством структур разных типов:

1. Описательная, включая модели, сформированные на естественных языках, с любой произвольной структурой.
2. Формальная, в виде моделей, образованных на формальных языках, в том числе научном, профессиональном или специализированном. Например, разные виды таблиц, формулы, графы, карты, схемы и подобные структурные формации.
3. Хроматическая, в том числе модели, созданные с помощью естественного языка семантики цветовых концептов и их онтологических предикатов. К последним относят способность распознавать значения цветовых канонов и смыслов. К примеру, модели, которые были созданы на основе соответствующей теоретической базы и методологии.

Важным составным компонентом являются данные, а также их структура и процесс обработки. С помощью информационной модели описывают суть рассматриваемого объекта и нужные для его исследования процедуры. Более полное описание дополняют переменными, замещающими атрибут цели, находящейся в проработке. В данном случае ценность приобретает структура модели.

В документации отражены наиболее важные свойства предмета. В реальных условиях информационная модель представляет собой лишь приблизительное описание. Таким образом, полученные данные, необходимые для познания действительности, являются относительно истинными.

При формировании информационной модели особое внимание уделяют точности данных. Чем ближе они к реальным характеристикам, тем выше эффективность использования модели. Процесс по ее созданию состоит из нескольких стадий:

• сбор информации, разработка модели;
• исключение ненужных данных;
• исследования ценной информации для ее последующего структурирования;
• строительство оптимальной модели, согласно поставленным целям;
• проверка на ошибки, устранение противоречий.

Классификация моделей

Исследователь может изучать физический или идеальный объект анализа. Таким образом, в процессе используют определенные подходы для исследования предметной области.

Согласно способу описания, выделяют следующие модели:

• знаковые;
• натурные;
• формализованные.

Особенности конструирования переменных позволяют группировать модели, таким образом:

• графовые;
• графические;
• идеографические;
• текстовые;
• алгоритмические;
• табличные.

Основными видами информационных моделей являются:

1. Математические. Сформированы с целью изучения явлений и процессов в форме общих математических закономерностей или абстрактных объектов, которые позволяют выражать природные законы, либо внутренние свойства наблюдаемого. Позволяют подтвердить правила логических рассуждений.
2. Компьютерные. Применяются, чтобы описать совокупность переменных в виде абстрактных типов данных или таких, которые сформированы на основе выдвигаемых требований среды обработки ЭОМ.
3. Материальные. Представляют собой предметное отражение объекта с сохранением его геометрических и физических свойств, например, глобус, игрушки, манекены. К данному типу также относят химические опыты.

Исходя из того, что модели представляют собой комплекс информации, они нередко характеризуют состояние и свойства объекта, явления, процесса и то, как они взаимодействуют с окружающей средой. В зависимости от представления и выражения выделяют два типа моделей:

• вербальные, в виде результата умственной деятельности человека, выражаются в словесной форме, либо жестикуляцией;
• знаковые, выражаются в виде рисунка, схемы, графика, формулы.

Классификационные признаки информационных моделей:

• область использования;
• фактор времени;
• отрасль знаний;
• форма представления.

Модели отличаются по сфере применения:

• опытные;
• научно-технические;
• игровые;
• имитационные.

Исходя из временного фактора, выделяют следующие модели:

• статистические;
• динамические.

В зависимости от отрасли знаний модели бывают:

• математические;
• биологические;
• химические;
• социальные;
• экономические;
• исторические и другие.

По форме представления модели группируют таким образом:

• материальные, которые характеризуются реальным воплощением;
• абстрактные, не имеющие реального воплощения.

Основными типами информационных моделей являются:

• табличные, с объектами и свойствами в виде списка;
• иерархические, при которых объекты распределяют по уровням;
• сетевые, необходимы для отражения систем с компонентами, обладающими сложными связями.

Образная и вербальная информационная модель

Вербальные модели могут существовать в виде мысли или выражаться с помощью слов.

Знаковые модели можно встретить повсеместно. Такая форма характерна для рисунков, текстов, графиков и схем.

Существует связь между вербальными и образными моделями. Например, мысль, сформированная в голове у человека может быть облечена в знаковую форму. Возможна и обратная ситуация, когда образная модель помогает сформировать в сознании верный мысленный образ или теорию. Согласно легенде, яблоко, которое упало на голову Ньютону, натолкнуло ученого на мысль о земном притяжении. Затем эта идея была трансформирована в знаковую форму, то есть закон Ньютона.

Образные модели бывают следующих типов:

• геометрические, в виде рисунков, пиктограмм, чертежей, карт, планов, объемных изображений;
• структурные, такие, как таблицы, графы, схемы, диаграммы;
• словесные, то есть описание объекта естественным языком;
• алгоритмические, в форме нумерованного списка, пошагового перечисления, блок-схемы.

Классификация знаковых информационных образцов:

• математические, как формулы со связанными параметрами;
• специальные, выраженные особым языком, включая ноты и химические формулы;
• алгоритмические, в виде программ.

Примеры использования информационных компьютерных моделей

Информационная модель является важным и полезным инструментом при условии правильного применения. В процессе разработки сложных систем таких, как программное обеспечение, модели помогают проработать ключевые технические вопросы и исключить возможные неточности.

Информационные модели применяют повсеместно, включая точные науки такие, как алгебра, геометрия, физика, астрономия и другие предметные области. Для удобства понятие заменяют другими терминами, к примеру, инструкция для телефона, плиты, автомобильного аккумулятора, велосипеда и другие.

Также ярким примером являются технологии производства тракторов, вертолетов, автомобильного транспорта, деталей, конструкций и прочих товаров. Информационные модели нашли широкое применение в быту и промышленности. По причине повышенного уровня сложности процессов и участия в них большого количества людей понятие информационной модели чаще можно встретить в коммуникациях промышленной отрасли.

Создание информационной модели состоит из последовательных этапов. Например, можно рассмотреть клавиатуру. Можно сформулировать пару вопросов, которые заинтересуют пользователя. К ним относятся описание и настройка оборудования. Производитель указывает в аннотации к товару его преимущества, подкрепляя их анализом передовых технологий, используемых в производстве, экологическую безопасность и прочие достоинства. С другой стороны, требуется проработать вопросы относительно настройки клавиатуры. Решить их можно путем создания вкладышей в инструкции, которые иллюстрируют схему подключения устройства к компьютеру. В дополнении нередко прилагают ремкомплект и инструкцию с описанием действий при ремонте оборудования. В результате будет сформирована информационная модель для клавиатуры.