Формы представления моделей (стр. 2 из 4)

Расписание движения поездов, сведения о сотрудниках предприятия, статистические данные о демографической ситуации в стране — данные подобного рода чаще всего представляются в табличной форме. Процесс обучения в школе тоже часто отображается в табличных моделях. Это и расписание уроков, и классный журнал, и аттестат о среднем образовании.

Пример. Посмотрите на страничку классного журнала.

Таблица 1. Страница классного журнала (фрагмент)

ИНФОРМАТИКА
ФИО	Апрель				Май
5	12	19	26	3	10
1	Альтов Г.	4	5	4
2	Беседова Ф.	4	3
3	Веселов А.	5	4	5	5

Информационной моделью какого объекта (процесса) является эта таблица? Какие сведения можно из неё извлечь? О чём, например, говорит цифра «5» в правой нижней ячейке таблицы? В таблице отражаются результаты контроля знаний учащихся и успешность процесса обучения. Цифра «5» в правой нижней ячейке имеет отношение к ученику по фамилии Веселов, предмету информатике, месяцу маю, 10 дню этого месяца и году, который указан на обложке журнала. Таким образом, оценка в классном журнале устанавливает отношение между тремя объектами: учеником, учебным предметом, датой. Анализ таблицы позволит узнать успешность обучения каждого ученика, определить, сколько в классе отличников и неуспевающих, оценить сложность предложенной учащимся контрольной работы; поможет учителю выработать меры педагогического воздействия. Классный журнал можно рассматривать как формализованную, динамическую, вероятностную информационную модель «поведения» процесса обучения в данном классе.

Таблицы, в которых отражается одно свойство, характеризующее два или более объектов, называются таблицами типа «объект - объект». Причём объекты принадлежат, как правило, к разным классам (множествам). В примере таким свойством является успеваемость, объектами — конкретные ученики (принадлежат множеству учеников), учебный предмет (принадлежат множеству школьных дисциплин), даты (множество дат).

Есть таблицы другого вида, в которых отражаются несколько свойств объекта, а все объекты принадлежат к одному множеству. Такие таблицы называются таблицами вида «объект - свойство».

Пример

Таблица 2. Результаты медицинского наблюдения класса (фрагмент)

ФИО ученика	Дата рождения	Рост, см	Вес, кг	Жизненная ёмкость лёгких, см3	Острота зрения
1	Альтов Г.	12.12.1988	165	62	3300	1
2	Беседова Ф.	01.03.1989	168	55	3200	0,9
3	Веселов А.	10.10.1988	172	59	3400	1

Данную таблицу можно рассматривать как информационную модель состояния физического развития учащихся класса. Объектами, информация о которых отражена в таблице, являются ученики, каждый из которых характеризуется конкретными значениями перечисленных в верхней строке таблицы свойств — параметров физического развития. Подумайте, для чего необходимо составление таких таблиц и какую информацию можно получить, анализируя приведённые в них данные. Комбинирование нескольких таблиц вида «объект - объект» и «объект - свойство» в одной таблице позволяет построить таблицы более сложного вида.

Существуют определенные правила оформления таблиц, в соответствии с которыми каждая таблица характеризуется:

• названием (а если таблиц несколько, то ещё и номером),

• количеством столбцов и их названиями (заголовками столбцов),

• количеством строк и их названиями (заголовками строк),

• содержимым ячеек, находящихся на пересечении строк и столбцов.

В соответствии с этим основными элементами таблицы являются:

• записи — строки таблицы, которые могут содержать данные разного типа, но относящиеся чаще всего к одному объекту;

• поля — столбцы таблицы, содержащие, как правило, данные одного типа;

• реквизиты — конкретные значения, находящиеся в ячейках таблицы на пересечении строк и столбцов. Иногда заголовки строк и столбцов могут оказаться многоуровневыми. В этом случае уровни заголовков столбцов называются ярусами, уровни заголовков строк — ступенями.

Пример

Таблица 3. Выпуск продукции на кондитерской фабрике (тонн)

Таблицы — удобная для анализа и обработки, наглядная и привычная форма представления информации. Поэтому большинство автоматизированных баз данных имеет табличный или реляционный (от англ. relation — отношение) тип. Этапы построения таблицы (приведения информации к табличной форме) разберём на следующем примере.

Пример

Переведём словесное описание характеристик нескольких регионов Российской Федерации, взятое из географического энциклопедического словаря, в табличную форму

Ростовская область - Пл. 100,8 т.км . Нас. 4290 т.ч. (1987; в Ростове-на-Дону 1004 т.ч.), гор. 72%. 42 адм. р-на, 22 города, 37 пгт (1987). Центр — Ростов-на-Дону. Ср. темп-ры января от -9 °С до -5 °С, июля 22-24 °С. Осадков 400-650 мм в год.

Московская область - Пл. 47 т.км . Нас. 6581 т.ч. (1987; с Москвой 15396 т.ч<); гор. 79% (с учетом нас. Москвы 91%). 39 адм. р-нов, 71 город, 109 пгт (1987). Центр — Москва. Ср. темп-ры января -10 "С, июля 17 °С. Осадков 450-650 мм в год.

Тамбовская область - Пл. 34,3 т.км . Нас. 1309 т.ч. (1987; в Тамбове 305 ?-ч.), гор. 56%. 23 адм. р-на, 8 городов, 13 пгт (1987). Центр — Тамбов. Ср. темп-ры января -11 °С, июля 20 °С. Осадков 500 мм в год.

Воронежская область - Пл. 52,4 т.км . Нас. 2459 т.ч. (1987; в Воронеже 87 т.ч.), гор. 60%. 32 адм. р-на, 14 городов, 23 пгт (1981/)- Центр — Воронеж. Ср. темп-ры января -9 °С, июля 20 °С. Осадков 500 мм в год.

Ленинградская область. Пл. 85,9 т.км . Нас. 1655 т.ч. (1987; с Санкт-Петербургом 6603 т.ч.), гор. 66%. 17 адм. р-нов, 26 городов, 41 пгт (1987). Центр — Санкт-Петербург. Ср. темп-ры января -7 °С, июля 15 °С. Осадков 850 мм в год.

Хабаровский край. Пл. 824,6 т.км . Нас. 1794 т.ч. (1987; в Хабаровске 591 т.ч.), гор. 79%. 22 адм. р-на, 9 городов, 43 пгт (1987)- Центр — Хабаровск. Ср. темп-ры января от -16 °С до ~40 °С, июля 11-21 °С. Осадков 500-900 мм в год.

Приведённые данные являются характеристиками регионов Российской Федерации» такими как: название, площадь, численность населения, административное деление, климатические условия. Эти характеристики сделаем названиями столбцов первого яруса. В свою очередь, численность населения раскрывается через такие параметры, как численность общего населения, численность населения центрального города, процент городского населения; «административное деление» включает в себя количество административных районов, количество городов и посёлков городского типа, название областного (краевого) центра; «климатические условия» описываются такими свойствами, как средние температуры января и июля и среднегодовое количество осадков. Перечисленные характеристики сделаем заголовками столбцов второго яруса. Всего столбцов в таблице будет 12. Кроме строк заголовка таблица будет содержать еще 6 строк для описания 6 субъектов федерации. В качестве заголовков строк лучше всего использовать названия регионов. Разместить записи можно в разном порядке, например, в порядке убывания общего количества жителей (первой будет Московская область, последней — Тамбовская) или занимаемой площади (первым будет Хабаровский край, последней Тамбовская область), но лучше использовать алфавитный порядок.

Таблица 4. Характеристики регионов Российской Федерации

Если объектов в таблице 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)

Кл.	Предмет	Час.	Учитель
11а	Литература	4	Иванов В.В.
Алгебра	6	Деева Г.П.
Информатика	2	Летова А.Р.
Физика	3	Петров С.А.

Таблица 6

Учитель	Предмет	Кл.	Час.
Летова А.Р.	Информ.	11а	2
Информ.	116	2
Логика	9к	1
Информ.	9к	2

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.