 |
Графические информационные модели
|
|
|
|
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Костанайский государственный педагогический институт
Физико-математический факультет
Кафедра информатики и компьютерных технологий
Армаш Олег Петрович
Моделирование
 |
движения объектов
В Pascal
Курсовая работа
Научный руководитель
Старший преподаватель Цыганова А.Д.
Костанай
2005
Содержание:
1. Понятие модели … 3
2. Графические информационные модели. … 3
3. Средства для моделирования и их сравнение … 4
4. Языки программирования … 7
5. Технология программирования … … 9
5.1. Структурное программирование… … 9
5.2. Концепция модульного программирования… … 10
5.3. Объектно-ориентированное программирование (ООП)… … 11
5.4. Новые объектные концепции. … 11
6. Как появился Паскаль и что это. … 13
7. Введение в объектное программирование … 14
7.1. Машинная графика … 14
7.2. Графические спрайты … 15
8. Заключение: Тенденции развития программных технологий. … 17
9. Список использованных источников … 19
|
|
|
10. приложение 1 … 20
11. ПРИЛОЖЕНИЕ 2 … 21
12. ПРИЛОЖЕНИЕ 3 … 23
Понятие модели
Во все времена человек разумный отражал в своем мышлении объекты реальности в виде идеальных мысленных (вербальных) моделей и действовал исходя из ожидаемого поведения их прототипов. Это этап первого отражения, отражения мира в мышлении человека. С появлением компьютера ситуация радикально меняется. Человек может теперь передать компьютеру свои знания, создав компьютерную модель реального объекта или процесса. Происходит второе отражение природы, теперь уже из мышления человека в память компьютера. В этом смысле компьютерный мир является третьей реальностью:
Материя;
Сознание;
Снова неживая материя (компьютер)
Исходя из вышесказанного, можно считать моделирование конечной целью информатики. И тогда понятие компьютерной модели и вообще модели должно быть усвоено учащимися достаточно прочно. Я предлагаю ознакомиться с тем, как трактуют этот вопрос авторы учебников и учебных пособий.
Графические информационные модели
Графические информационные модели представляют собой рисунки, карты, чертежи и схемы, графики, диаграммы и т.д.
Графические модели более информативны, чем текстовые модели. Без рисунков, которые являются информационными моделями различных представителей флоры и фауны, трудно себе представить ботанику и биологию.
География, военное дело, судоходство и т.д. немыслимы без информационных моделей поверхности Земли в виде карт. Различные типы географических карт (политические, физические и т.д.) строят информационные модели, отражающие различные особенности земной поверхности, т.е. один объект отражают несколько моделей.
|
|
|
Современные технологии не могут обойтись без информационных моделей технических устройств, зданий и т.д. в виде чертежей и схем. Даже расстановку мебели в помещении целесообразно начинать с планировки её размещения в форме чертежа.
Физика, радиотехника и электротехника используют информационные модели в форме электрических и радиосхем.
Графики являются информационными моделями, которые в наглядной форме представляют числовые данные: в математике это графики функций, в экономике отражение статистических данных и т.д.
Диаграммы также являются информационными моделями, представляющими числовые данные. Диаграммы различных типов применяются, прежде всего, для наглядного и сравнительного представления статистических данных.
На протяжении своей истории человечество использовало различные способы и инструменты для создания информационных моделей. Эти способы постоянно совершенствовались, так как первые графические информационные модели создавались в форме наскальных рисунков. В настоящее время графические модели обычно строятся с использованием современных компьютерных технологий.
Средства для моделирования и их сравнение
Если говорить о программных средствах, для построения компьютерных моделей, то все авторы рекомендуют использовать наиболее популярное средство компьютерного моделирования - электронные таблицы. СУБД не задумывалось как средство моделирования, но создавать информационные модели объектов с возможностью проводить при помощи таких моделей выборку информации, удовлетворяющей каким - либо условиям с целью дальнейшего анализа этого объекта хорошо проводить с помощью баз данных.
Очень интересно сочетать возможности графического редактора и возможности редактора презентаций при моделировании каких-то процессов. Так предложенные Н.А.Макаровой модели геометрических операций в задачах на построение, легко "оживить" используя редактор презентаций (как и любую понравившуюся теорему из курса геометрии).
Из своего опыта хотелось бы упомянуть о таких продуктах фирмы Adobe как графический редактор Adobe Photoshop и редактор анимированных изображений ImageReady. При помощи этих средств можно создавать очень зрелищные динамические модели (например, движение космических тел, пре-
|
|
|
вращение гусеницы в бабочку и пр.)
При создании словесных моделей (например, словесный портрет) удобно использовать любой текстовый редактор. Конечно, можно составить портрет в тетради или устно, но на уроке информатики, по моему мнению, следует пользоваться компьютерными технологиями.
Алгоритмические языки программирования издавна используются для построения моделей. Если нет возможности использовать для построения моделей другие средства, то с помощью языков программирования можно строить модели из самых различных классов моделей (физические и логические, геометрические и экологические и т.п.). У А. Г. Кушнеренко приводится пример построения модели зрительного зала. Здесь компьютерная модель зрительного зала - это программа на учебном алгоритмическом языке, которая затем должна быть реализована на языке программирования. Для того чтобы ученик в 9-м классе построил такую модель (в ней множество встроенных циклов) необходимо, чтобы он достаточно хорошо умел программировать. Но, к сожалению, процент девятиклассников, которые с легкостью используют встроенные циклы совсем невелик.
Для создания логических моделей прекрасно подходит интерпретатор ЛОГО. Хотя такие модели можно строить и в среде электронных таблиц или на любом алгоритмическом языке и пр.
И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер предлагают строить логические модели представления знаний с использованием языка Пролог.
Я предлагаю применить такой язык программирования как Turbo Pascal в создании моделей, а в частности в моделировании движения объектов. А для того чтобы понять суть программирования на Pascal я предлагаю для начала узнать, как он появился, каково его назначение и как он работает с объектами.
Языки программирования
Проведем ассоциации компьютера с человеком. У компьютера есть органы восприятия информации из внешнего мира - это клавиатура, мышь, накопители на магнитных дисках. У компьютера есть органы, "переваривающие" полученную информацию, - это центральный процессор и оперативная память. И, наконец, у компьютера есть органы речи, выдающие результаты переработки. Современным компьютерам, конечно далеко до человека. Их можно сравнить с существами, взаимодействующими с внешним миром на уровне ограниченного набора безусловных рефлексов. Этот набор рефлексов образует систему машинных команд. На каком бы высоком уровне мы ни общались с компьютером, в конечном итоге все сводится к скучной и однообразной последовательности машинных команд. Каждая машинная команда является своего рода раздражителем для возбуждения того или иного безусловного рефлекса. Реакция на этот раздражитель всегда однозначная и "зашита" в блоке микрокоманд в виде микропрограммы. Эта микропрограмма и реализует действия по реализации машинной команды, но уже на уровне сигналов, подаваемых на те или иные логические схемы компьютера, тем самым, управляя различными подсистемами компьютера. В этом состоит так называемый принцип микропрограммного управления. Продолжая аналогию с человеком, отметим: для того, чтобы компьютер правильно питался, придумано множество операционных систем, компиляторов сотен языков программирования. Но все они являются по сути лишь блюдом, на котором по определенным правилам доставляется пища (программы) желудку (компьютеру). Только желудок компьютера любит диетическую, однообразную пищу - подавай ему информацию структурированную, в виде строго организованных последовательностей нулей и единиц, комбинации которых составляют машинный язык. Таким образом, внешне являясь полиглотом, компьютер понимает только один язык - язык машинных команд.
|
|
|
Программисту не нужно пытаться постичь значения различных комбинаций двоичных чисел, т.к. еще в 50-е годы программисты стали использовать для программирования символический аналог машинного языка, который назвали языком ассемблера. Этот язык точно отражает все особенности машинного языка. Именно поэтому язык ассемблера для каждого типа компьютера свой.
Язык программирования - это специальный язык, на котором пишут команды для управления компьютером. Языки программирования созданы для того, чтобы людям было проще читать и писать для компьютера, но они затем должны транслироваться (транслятором или интерпретатором) в машинный код, который только и может исполняться компьютером. Языки программирования можно разделить на языки высокого уровня и языки низкого уровня.
|
|
|
Язык низкого уровня - это язык программирования, предназначенный для определенного типа компьютера и отражающий его внутренний машинный код; языки низкого уровня часто называют машинно-ориентированными языками. Их сложно конвертировать для использования на компьютерах с разными центральными процессорами, а также довольно сложно изучать, поскольку для этого требуется хорошо знать принципы внутренней работы компьютера.
Язык высокого уровня - это язык программирования, предназначенный для удовлетворения требований программиста; он не зависит от внутренних машинных кодов компьютера любого типа. Языки высокого уровня используют для решения проблем и поэтому их часто называют проблемно-ориентированными языками. Каждая команда языка высокого уровня эквивалентна нескольким командам в машинных кодах, поэтому программы, написанные на языках высокого уровня, более компактны, чем аналогичные программы в машинных кодах.
|
|
|
