Характеристики регионов Российской Федерации

Если объектов втаблице много, то размещать их можно, конечно, как угодно, но чтобы содержащиеся в ней данные было удобно анализировать и обрабатывать, располагать объекты лучше в некотором порядке, например, в алфавитном или по возрастанию даты и т. п.

Таблицы, рассмотренные в предыдущих примерах, было несложно построить и заполнить. Но иногда их разработка требует не только времени, но и определённых навыков и даже некоторого искусства.

Пример.

Рассмотрим основные подходы к составлению школьного расписания. Заметим, что расписание занятий, предназначенное для учеников, будет отличаться от расписания тех же занятий, предназначенного для учителей. Так и должно быть, ведь цели моделирования различны. Как же строится таблица ученического расписания? Итак, задача — организовать учебный процесс так, чтобы выполнить учебный план и не нарушить законов о труде учителя; объектом моделирования является организация учебного процесса; субъектом моделирования — завуч; цель моделирования — определить для каждого класса порядок проведения занятий на каждый день недели и представить его в наглядной форме.

Существенные свойства:

• перечень классов в школе и список учителей;

• для каждого класса — перечень учебных дисциплин, фамилии ведущих их учителей и количество отводимых на них часов в неделю (таблица 5);

• для каждого учителя — перечень классов, название учебной дисциплины, количество часов в неделю (таблица 6);

• перечень учебных кабинетов и их назначение;

• количество и время проведения уроков и перемен в течение дня.

Таблица 5 (фрагмент)

Таблица 6 (фрагмент)

Заметим, что все эти списки и перечни надо предварительно составить, и они тоже являются информационными моделями табличной формы.

Задайте вопрос завучу, как он составляет школьное расписание, и вы узнаете интересные методы формализации при построении моделей табличной формы. Вероятнее всего вы услышите, что составить расписание — дело очень сложное, потому что следует учесть много дополнительных факторов: пожелания учителей и учеников, требования гигиены умственного труда, санитарные требования и пр. Расписание в процессе составления неоднократно изменяется, уточняется, проверяется на непротиворечивость. Например, необходимо постоянно следить, чтобы у одного учителя не было занятий одновременно в двух классах, чтобы у разных классов не было занятий в одном и том же кабинете на одном и том же уроке, чтобы у учащихся не было «окон» и пр.

4. Представление информации в форме графа

Вы, вероятно, имеете представление о компьютерных сетях. Возможно, компьютеры в школьном кабинете информатики объединены в локальную сеть или вы работали в Интернете, или пользовались услугами электронной почты. Понятно, что сеть образуется только тогда, когда компьютеры каким-либо образом соединены между собой каналами передачи данных.

Размещение абонентов сети (подключённых к ней компьютеров или других систем автоматической обработки данных) и способ их соединения друг с другом называется конфигурацией сети. Продемонстрировать различные типы конфигураций вычислительных сетей можно, например, с помощью таких информационных моделей, как графы.

Граф однозначно задан, если заданы множество его вершин, множество рёбер (дуг) и указано, какие вершины какими рёбрами (дугами) соединены и, возможно, указаны веса вершин и рёбер (дуг). Определение всех этих элементов и составляет суть формализации в этом случае.

Пример.

На рис.3 представлены различные типы конфигураций локальных вычислительных сетей (ЛВС), являющиеся информационными моделями структур ЛВС, представленными в виде графов:

• шинная конфигурация, когда к незамкнутому каналу с некоторыми интервалами подключаются отдельные абоненты (К) информация от абонента-источника распространяется по каналу в обе стороны;

• кольцевая конфигурация, когда каждый абонент непосредственно связан с двумя соседними абонентами, а информация передаётся по замкнутому кольцу, чаще всего в одну сторону;

• звездообразная конфигурация, в центре которой находится центральный коммутатор (ЦК), который последовательно опрашивает абонентов и предоставляет им право на обмен данными;

• древовидная конфигурация образуется подсоединением нескольких простых каналов связи к одному магистральному;

• полносвязная конфигурация обеспечивает выбор наиболее быстрого маршрута связи между абонентами и удобна там, где управление оказывается достаточно сложным.

Рис.3 Различные типы конфигураций локальных вычислительных сетей

Наиболее наглядно граф задаётся рисунком. Однако не все детали рисунка одинаково важны. В частности, несущественны геометрические свойства рёбер (длина, кривизна и так далее), форма вершин (точка, кружок, квадрат, овал и пр.) и взаимное расположение вершин на плоскости. Так, на рис.4 представлены два изображения одного и того же графа.

Вес вершины и ребра часто задаётся в виде сопровождающей надписи на вершине или линии, но, введя условные обозначения, их можно задать формой или цветом вершины, толщиной, типом или цветом линии и т. п.

Рис. 4 Различные изображения одного и того же графа

Информационную модель в форме графа можно использовать для наглядного представления взаимосвязей, существующих между элементами объекта моделирования. Таким образом, граф — наиболее удобная форма для моделирования структуры объекта, хотя в такой форме можно моделировать и внешний вид, и поведение объекта.

Пример.

На рис.5 представлены модели молекул бутана и изобутана, каждая из которых имеет формулу С₄Н₁₀, то есть состоит из 4 атомов углерода и 10 атомов водорода. Имея одну и ту же формулу, бутан и изобутан имеют различные химические свойства, так как способы соединения атомов (структура молекул) различны. Расположение атомов в молекуле при различных способах их соединения хорошо представимо графом.

Рис.5 Модели молекул бутана и изобутана

Заметим, что в химии для обозначения таких веществ часто используются и структурные формулы. Порядок соединения атомов изображается в структурной формуле чёрточками (связь между водородом и остальными атомами обычно не указывается). Подумайте сами, можно ли считать структурную формулу одной из разновидностей графа.

В форме графа удобно отображать взаимосвязи понятий, относящихся к одной области деятельности или познания.

Пример.

Рассмотрите граф понятий темы «Четырёхугольники» из курса геометрии (рис.6). Не правда ли, хорошая «шпаргалка»?

Рис.6. Граф понятий темы «Четырёхугольники»

В практической деятельности модели в форме графов часто используются для представления видов и порядка выполнения работ. Возможно, вам знакомы такие термины, как «сетевой график работ», «сетевой график строительства». Часто наряду со словесным или табличным описанием сетевые графики сопровождаются и изображением в виде графа, вершинами которого являются конкретные виды работ, а дугами задаётся возможный порядок их выполнения.

Пример.

Сетевые графики строительства хорошо демонстрируют, какие работы могут выполняться одновременно, а какие требуют обязательного завершения предыдущих этапов. Анализируя такие графы, можно рассчитать время, необходимое для завершения всей работы, спланировать, сколько, когда и на какие работы направить специалистов и технику, определить наиболее «узкие» участки и уделить им особое внимание.

Для машинной обработки более удобным является символическое представление графов в виде списка рёбер с указанием, какие вершины это ребро соединяет, а также табличное представление, где строки и столбцы — названия вершин, а значения ячеек указывают на то, соединены данные вершины или нет.

Пример.

Графы, представленные на рис.7 могут быть описаны, например, следующими способами.

Символическая запись: а(1,2) b(l,4) c(2,4) d(3,5) e(4,5) f(3,4).

Табличная запись:

а   b     а     с           f d   b с f   e       d e

Рис.7. Графы, имеющие одинаковые описания в виде таблицы и символической записи

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: