Энэхүү нийтлэлд компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан боловсролын судалгааг зохион байгуулах асуудлыг авч үзсэн болно. Шинжилгээ хийсэн Ерөнхий шинж чанарболовсролын судалгаа нь ерөнхийдөө боловсролыг мэдээлэлжүүлэхэд тохирсон сургалтын арга. Компьютерийн загварчлалын онцлогийг аргын хувьд тодорхойлсон Шинжлэх ухааны судалгаа. Боловсролын судалгааны ерөнхий бүтцийг боловсролын судалгааны үе шат, загварыг бий болгох ерөнхий схемд үндэслэн компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан бүтээдэг. Зорилгоо тодорхойлох, таамаглал дэвшүүлэх, даалгаврын тогтолцоог боловсруулах, туршилт хийх онцлог шинж чанаруудыг тодорхойлсон. Компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан боловсролын судалгааны ерөнхий логик нь судлах объект, тодорхойлолтын талаархи онолын санааг бий болгох үе шат хэлбэрээр илэрдэг. чухал шинж чанарууд, загварын албан ёсны тайлбарын параметрийн жагсаалтыг тодорхойлох, компьютерийн загварчлалын хэрэгслийг сонгох, загвар бүтээх, туршилт хийх. Дүгнэж хэлэхэд, нийтлэлд компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан боловсролын судалгааны жишээг өгсөн болно.
боловсролын төсөл
боловсролын судалгаа
компьютерийн загварчлал
1. Королев А.Л. Компьютерийн загварчлал. М .: БИНОМ. Мэдлэгийн лаборатори, 2010. - 230 х.
2. Коротков А.М. Оюутныг компьютерийн орчинд суралцахад бэлтгэх онол арга зүйн тогтолцоо: дисс.... Доктор пед. Шинжлэх ухаан. - Волгоград, 2004. - 341 х.
3. Леонтович А.В. Судалгааны хөгжлийн үзэл баримтлалын үндсэн ойлголтуудын тухай болон төслийн үйл ажиллагааоюутнууд // Сургуулийн сурагчдын судалгааны ажил. - 2003. - No 4. - P. 18–24.
4. Летско В.А. Компьютерийг ирээдүйн багш нарт хайлтын асуудлыг шийдвэрлэхэд заах хэрэгсэл болгон ашиглах дидактик нөхцөл: диссертаци ... cand. ped. Шинжлэх ухаан. - Волгоград, 1995. - 158 х.
5. Боловсролын систем дэх сурган хүмүүжүүлэх, мэдээллийн шинэ технологи: Прок. оюутнуудад зориулсан тусламж ped. их дээд сургууль, дээд боловсролын тогтолцоо мэргэшсэн ped. боловсон хүчин / E.S. Полат, М.Ю. Бухаркина, M.V. Моисеева, А.Е. Петров / Ред. E.S. Полат. - М.: "Академи" хэвлэлийн төв, 1999 он. - 224 сек.
6. Петров А.В. Арга зүйн болон арга зүйн үндэсХувь хүний хөгжлийн компьютерийн боловсрол: Монограф. Волгоград: Перемена, 2001. 266 х.
7. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математик загварчлал: санаанууд. Арга зүй. Жишээ. - Эд. 2-р, илч. - М.: Физматлит, 2001. - 320 х.
8. Сергеев А.Н. Компьютерийн технологи нь сургалтын үйл явцад хувь хүний хөгжлийн хэрэгсэл болох: шинэ боломжууд // Волгоград улсын багшийн их сургуулийн мэдээ. "Сургалтын шинжлэх ухаан" цуврал: шинжлэх ухааны сэтгүүл. - 2005. - No 1(10). - P. 80–85.
9. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Системийн загварчлал: Сурах бичиг. их дээд сургуулиудын хувьд - Ed. 3-р, шинэчилсэн болон нэмэлт - М .: Илүү өндөр. сургууль, 2001. - 343 х.
Мэдээллийн технологиболовсролын үйл явцад өргөн хэрэглэгддэг. 1985 онд сургууль, их сургуулийн боловсролын бүтцийг багтаасан сургалтын курскомпьютерийн шинжлэх ухаан, түүний хүрээнд алгоритмын сэтгэлгээ, компьютерийн програмчлалыг бий болгоход ихээхэн анхаарал хандуулсан. Үүний зэрэгцээ бүхэл бүтэн боловсролын салбаруудад зориулсан боловсролын програм хангамжийг боловсруулжээ. Компьютер, сургалтын хөтөлбөрүүд нь сурагчдын мэдлэг, ур чадварыг төлөвшүүлэх, хувь хүнжүүлэх, ялгах, хяналт тавих, тодорхой үйл ажиллагааг гүйцэтгэх тогтвортой чадварыг хөгжүүлэх боломжийг харгалзан сургалтын шинэ хэрэгсэл гэж үзсэн. Үүний дараа мэдээллийн технологийг боловсролд ашиглах боломж, арга замын талаархи санаанууд өргөжин тэлж, зарим талаараа өөрчлөгдсөн. Компьютер нь илүү өргөн, цогц дидактик компьютерийн орчны элемент гэж ойлгогдож эхэлсэн бөгөөд боловсролыг мэдээлэлжүүлэх гол санаа нь шинэ мэдээллийн технологи нь юуны өмнө шинэ технологи боловсруулж, хэрэгжүүлэхийг хангах ёстой гэсэн ойлголт байв. сурган хүмүүжүүлэхорчин үеийн шаардлагад нийцсэн технологи.
Тиймээс, боловсролыг мэдээлэлжүүлэх зорилгод хүрэх нь зөвхөн мэдээлэлжүүлэлтийн хэрэгслийг ашиглах, компьютерийг өмнө нь бий болсон сургалтын загварт мэдээлэлтэй ажиллах хэрэгсэл болгон ашиглах замаар боломжгүй гэж бид хэлж чадна. Техникийн хэрэгсэл бий болохын зэрэгцээ боловсролын өөрчлөлтийн нийгмийн эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд сургалтын арга барил ч өөрчлөгдөх ёстой. Эдгээр аргууд нь олон талаараа төсөлд суурилсан сургалтын технологитой холбоотой байдаг идэвхтэй байрлалоюутан.
E.S-ийн бүтээлүүдэд дурдсанчлан. Полатын хэлснээр оюутнуудын төслийн үйл ажиллагаа нь боловсролын-танин мэдэхүйн, бүтээлч эсвэл тоглоомын хамтарсан үйл ажиллагаа бөгөөд нийтлэг зорилготой, харилцан тохиролцсон арга, арга барилтай, үйл ажиллагааны нийтлэг үр дүнд хүрэхэд чиглэгддэг. Төслийн үйл ажиллагааны зайлшгүй нөхцөл бол урьдчилан боловсруулсан санаа байх явдал юм эцсийн бүтээгдэхүүнүйл ажиллагаа, зураг төсөл боловсруулах, хэрэгжүүлэх үе шатууд. E.S. Төсөл үргэлж судалгаанд чухал ач холбогдолтой мэдэгдлээс эхэлдэг гэж Полат тэмдэглэв. бүтээлчээршийдвэрлэхийн тулд нэгдсэн мэдлэг, судалгаа шаардсан асуудал (даалгавар).
Боловсролын төсөл нь боловсролын судалгааг зохион байгуулах арга, түүнийг хэрэгжүүлэх сэдэл болдог. Судалгаа нь мэдээжийн хэрэг салшгүй хэсэг болдог боловсролын төсөл, учир нь төслийн зорилгод хүрэхийн тулд шинэ мэдлэг олж авах шаардлагатай бөгөөд энэ нь оюутнуудад ойлгомжтой бөгөөд ойлгомжтой байдаг.
Онцлог шинж чанаруудыг шинжлэх судалгааны үйл ажиллагааоюутнууд, A.V. Леонтович боловсролын судалгааны зорилго нь оюутнуудад бодит байдлыг эзэмших бүх нийтийн арга зам болох судалгааны үйл ажиллагааны функциональ ур чадварыг эзэмшүүлэх, судалгааны төрлийн сэтгэлгээний чадварыг хөгжүүлэх, боловсролын үйл явцад оюутны хувийн байр суурийг идэвхжүүлэх явдал юм. субъектив шинэ мэдлэг олж авах. Үүний зэрэгцээ боловсролын судалгааг үр дүнтэй зохион байгуулж, хэрэгжүүлэх нь судалгааны загвараас шууд хамаардаг. Боловсролын судалгаа нь шинжлэх ухааны салбарын судалгааны үндсэн үе шатуудыг агуулсан байх ёстой: 1) асуудлыг тодорхойлох; 2) сонгосон сэдэвтэй холбоотой онолыг судлах; 3) таамаглал дэвшүүлэх; 4) судалгааны аргыг сонгох, тэдгээрийг практикт эзэмших; 5) өөрийн материалыг цуглуулах, дүн шинжилгээ хийх, нэгтгэх; 6) дүгнэлт гаргах.
Тайлбарласан A.V. Леонтовичийн судалгааны үе шатыг бид бүх зүйлд анхаарлаа хандуулах шаардлагатай гэж үзэж байна орчин үеийн судалгаа(боловсролын үйл явц болон "том" шинжлэх ухаанд хоёуланд нь) мэдээллийн технологийг ашиглан хэрэгжүүлдэг. Наад зах нь энэ нь мэдээллийн эх сурвалжийг судлах, өөрийн өгөгдлийг цуглуулах, хадгалах, боловсруулах, судалгааны үр дүнг баримтжуулах үе шатуудад хамаарна. Судалгааны үйл ажиллагаа нь компьютерийн орчинд судалж буй объект, үзэгдлийг загварчлахад суурилсан аргуудыг ашиглахтай холбоотой нөхцөлд мэдээллийн технологийн чадавхи хамгийн их хэмжээгээр хэрэгждэг гэж батлах үндэслэл бий.
Компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан хийсэн судалгааны ажлын онцлог юу вэ? Бодит объект, үзэгдлийн загварыг бүтээх, судлах зорилгоор загварчлах нь судалгааны хамгийн чухал арга юм. Ийм судалгааны гол онцлог нь загварчлал нь шууд бус танин мэдэхүйн арга бөгөөд судалж буй анхны объект нь өөр загвар объекттой ямар нэг байдлаар харьцдаг бөгөөд загвар нь ямар нэг байдлаар эхийг нь зарим тохиолдолд солих чадвартай байдаг. үе шатууд танин мэдэхүйн үйл явц. Загварын үйл явц нь дараахь зүйлийг агуулна. 1) судалгааны объект; 2) тодорхой үүрэг даалгавар өгсөн судлаач; 3) объектын талаарх мэдээллийг олж авахын тулд бүтээгдсэн загвар, өгөгдсөн асуудлыг шийдвэрлэхэд шаардлагатай.
А.Л.Королев загвар бүтээх ерөнхий схемд дараах үндсэн үе шатуудыг тодорхойлсон.
- Үндэслэсэн одоо байгаа асуудалзагварчлалын объектын тайлбарыг багтаасан судалгааны асуудлыг боловсруулсан болно.
- Загварын объектын шинжилгээг хийдэг: объект нь ямар элементүүдээс бүрдэх, тэдгээр нь хоорондоо хэрхэн харьцаж байгааг тогтооно. Асуудлыг шийдвэрлэхэд хамааралтай объектын шинж чанаруудыг тогтооно. Эдгээр шинж чанарыг тодорхойлох хүчин зүйлсийг тодорхойлсон.
- Загварыг бодитоор бүтээх ажлыг хийж, загварын төрөл, түүнийг барих аргыг сонгоно.
- Симуляцийн үр дүнг тайлбарлах асуудал (шаардлагатай бол) шийдэгдсэн, i.e. загвартай хийсэн туршилтын үр дүн бодит объект руу хэрхэн шилжих талаар.
- Загвартай туршилтыг хийж, түүний хүрэлцээг шалгадаг (загварчилсан шинж чанарын хувьд загвар ба объектын хоорондын нийцлийн зэрэг).
- Загварыг тохируулсан эсвэл шинэчилсэн (хэрэв энэ нь хангалтгүй бол).
- Уг загварыг асуудлыг шийдвэрлэхэд ашигладаг.
Компьютерийн технологи гарч ирснээр загварчлал нь уламжлалт байдлаасаа хойш түүнийг хэрэгжүүлэх шинэ, маш хүчирхэг эх сурвалжийг олж авсан аналитик аргуудЗагвар бүтээх ажлыг компьютерийн тооцооллын чадамжаар нэмэгдүүлсэн. Энэ тохиолдолд тооцоолол нь өгөгдсөн алгоритмын дагуу автоматаар хийгддэг бөгөөд хүний оролцоо шаардлагагүй болно.
А.А. Самарскийг компьютерийн загварчлалын үйл явцыг "загвар - алгоритм - програм" гэсэн гурван үе шатанд хуваахыг хүссэн. Энэхүү аргачлалыг онолын судалгаа явуулах тооцооллын туршилтын технологи хэлбэрээр боловсруулсан. Тооцооллын туршилтын үндэс нь математик загварчлал, компьютерийн технологийг ашиглах явдал юм.
Санаа боловсруулах A.A. Самарский нь загвар бэлтгэх програм хангамжийг ашиглах тал дээр харагдаж байна - алгоритмыг зөвхөн сайн мэддэг програмчлалын системд зориулсан компьютерийн програм хэлбэрээр төдийгүй янз бүрийн математикийн багцуудад зориулсан алхам алхмаар зааварчилгаа, түүнчлэн тусгайлсан програм хангамжийг боловсруулж болно. компьютерийн загварчлалын хэрэгслүүд. Компьютерийн загварчлалын тусгай багцыг ашиглах нь танд хурдан загвар бүтээх, тэдгээртэй туршилт хийх, загварчлалын үр дүнд дүн шинжилгээ хийх, дүрслэх боломжийг олгодог. Загваруудыг хэрэгжүүлэхэд ямар ч програмчлалын системийг ашиглах шаардлагагүй бөгөөд энэ нь загвар боловсруулахад шаардагдах нарийн төвөгтэй байдал, боловсруулахад зарцуулсан цаг хугацааг эрс багасгадаг.
Компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан боловсролын судалгаа хийх нь судалж буй объектын загварыг барьж, судлахыг шаарддаг. A.V-ийн тодорхойлсон боловсролын судалгааны ерөнхий бүтцэд үндэслэн. Леонтович, түүнчлэн A.L-ийн санал болгосон барилгын загвар схем. Королевын хэлснээр бид компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан хэрэгжүүлсэн боловсролын судалгааны ерөнхий бүтцийг тодорхойлж болно.
Компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан боловсролын судалгааг хэрэгжүүлэх нь судалгааны асуудлыг (сэдвийг) тодорхойлохоос эхэлдэг. Асуудлын дүн шинжилгээнд үндэслэн судалгааны объектын тодорхойлолтыг хийж, зорилго, таамаглал, зорилтуудыг томъёолсон болно.
Компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан боловсролын судалгааны зорилго нь судалгааны объектыг ойлгох талаас нь судлах (тодорхой объект, үйл явц хэрхэн бүтэцлэгдсэн, түүний бүтэц, үндсэн шинж чанар, хөгжлийн хууль тогтоомж, харилцан үйлчлэлийн талаар ойлгох) гэж тодорхойлж болно. гадаад ертөнцтэй), менежмент (объект эсвэл үйл явцыг удирдаж сурах, тодорхойлох хамгийн сайн арга замуудөгөгдсөн зорилго, шалгуурын дагуу хяналт тавих) эсвэл урьдчилан таамаглах (өгөгдсөн арга замаар объект эсвэл үйл явцад үзүүлэх нөлөөллийн шууд ба шууд бус үр дагаврыг урьдчилан таамаглах).
Таамаглал нь судалгааны объектын талаархи таамаглал болгон томъёолсон бөгөөд үүнийг компьютерийн загвартай туршилт хийх явцад шалгаж болно.
Компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан боловсролын судалгааны зорилгод дараахь зүйлс орно.
1) судалгааны объектын тухай онолын санааг бий болгох (объектийн бүтэц, шинж чанар), загварчлалын зорилгод нийцүүлэн объектыг судлахад зайлшгүй шаардлагатай шинж чанарыг тодорхойлох;
2) загварыг математикийн албан ёсны хэлээр тайлбарлах боломжтой параметрүүдийн жагсаалтыг тодорхойлох (загварчилсан объектын зан төлөв, бүтэц нь хамаарах хэмжигдэхүүнүүдийн жагсаалт, загварчлалын үр дүнд олж авах шаардлагатай параметрүүдийн жагсаалт). зорилгын дагуу);
3) математик загварыг шийдвэрлэх аргын дагуу (тоон, статистик эсвэл симуляцийн загварчлал) компьютерийн загварчлалын хэрэгслийг сонгох (програмчлалын систем, хүснэгт процессор, компьютерийн математикийн багц, янз бүрийн төрлийн процессыг загварчлах тусгай багц);
4) таамаглалыг шалгах эсвэл үгүйсгэхийн тулд загвар бүтээх, туршилт хийх.
Туршилтын явцад тухайн загвар бодит объектод нийцэж байгаа эсэхийг шалгаж, туршилтын өгөгдөл цуглуулж, дүн шинжилгээ хийж, объектын шинж чанарыг судалж, оновчтой параметр, ажиллах горимыг олж, шаардлагатай бол загварыг сайжруулдаг. Туршилтын үр дүнд үндэслэн дэвшүүлсэн таамаглалын үнэн зөв, олж авсан үр дүнг хэрэглэх нөхцөл, хязгаарын талаар дүгнэлт гаргадаг.
Компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан хэрэгжүүлсэн дээр дурдсан боловсролын судалгааны бүтцийг харуулахын тулд бид Волгоградын Улсын Нийгмийн Багшийн Их Сургуулийн Математик, Компьютерийн Шинжлэх Ухаан, Физикийн факультетийн оюутнуудын удирдлаган дор явуулсан боловсролын судалгааны жишээг өгөх болно.
1. Сэдэв: “Тэнгэрийн хаяанд өнцгөөр шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөн”. Асуудлын нөхцөл байдал: эсэргүүцлийг тооцохгүйгээр мэдэгдэж байна орчинхэвтээ чиглэлийн өнцгөөр шидэгдсэн бие нь параболын траекторийн дагуу хөдөлдөг. Эсэргүүцэл байгаа тохиолдолд биеийн нислэгийн хүрээ өөрчлөгдөх нь ойлгомжтой. Гэхдээ дүр нь бас өөрчлөгдөх болов уу? замналбиеийн хөдөлгөөн?
Судалгааны объект нь тэнгэрийн хаяанд өнцгөөр шидэгдсэн материаллаг биеийн замнал юм. Судалгааны зорилго: Материаллаг биетийн замд хүрээлэн буй орчны эсэргүүцлийн нөлөөллийн мөн чанарыг тодорхойлох. Судалгааны таамаглалын хувьд хөдөлгөөний замнал нь хүрээлэн буй орчны эсэргүүцэлээс хамаардаг гэж үзэж болно.
Судалгааны зорилго: материаллаг биетийн замыг тодорхойлох параметрүүдийг тодорхойлох; математик загвар бүтээх; Turbo Delphi програмчлалын системийн програмыг эмхэтгэх замаар тоон загварчлалыг хэрэгжүүлэх; загварчлалын үр дүнг дүрслэн харуулах (тэгш өнцөгт координатын систем дэх хөдөлгөөний траекторийг байгуулах); эсэргүүцлийн коэффициентийн хэд хэдэн утгын тоон туршилт хийх; олж авсан үр дүнд дүн шинжилгээ хийх, дүгнэлт гаргах.
Судалгааны үр дүнд тэнгэрийн хаяанд өнцгөөр шидэгдсэн биеийн хүрээ, замнал нь түүний масс, анхны хурд, шидэлтийн өнцөг, хүрээлэн буй орчны эсэргүүцэл зэргээс хамаардаг болохыг тогтоожээ. Орчны эсэргүүцлийн коэффициентийн утгыг өөрчлөх нь хөдөлгөөний траекторийн төрөлд нөлөөлдөг: орчны эсэргүүцлийг харгалзахгүйгээр траекторийг парабола, орчны эсэргүүцлийг харгалзан муруйгаар дүрсэлдэг. Энэ нь параболаас ялгаатай. Эдгээр үр дүн нь дэвшүүлсэн таамаглалыг хууль ёсны гэж дүгнэх боломжийг бидэнд олгосон бөгөөд зөвхөн биеийн нислэгийн хүрээ төдийгүй түүний хөдөлгөөний замнал нь хүрээлэн буй орчны эсэргүүцэлээс хамаарна.
2. Сэдэв: “Хүн амын хөгжлийн динамик”. Асуудал: Зарим экологийн системд нийтлэг нөөцийг хэрэглэдэг, ашиглахын төлөө өрсөлддөг хоёр төрлийн бодгаль популяци байдаг. Популяциуд тогтвортой зэрэгцэн орших боломжтой юу, эсвэл аль нэг нь нөгөөг нь нүүлгэн шилжүүлэх шаардлагатай юу?
Хүн амын хөгжлийн динамикийг судалгааны объект гэж үздэг. Судалгааны зорилго: Төрөл бүрийн өрсөлдөөний логистик загварт үндэслэн популяцийн хөгжилд төрөл зүйл хоорондын өрсөлдөөний нөлөөллийг судлах. Таамаглал - хэрэв популяци хоорондын өвөрмөц өрсөлдөөн нь төрөл зүйл доторх өрсөлдөөнөөс сул байвал хоёр популяци зэрэгцэн орших боломжтой.
Судалгааны явцад дараахь ажлуудыг шийдвэрлэв: MVS (Model Vision Studium) бүх нийтийн загварчлалын системийг ашиглан тасралтгүй нөхөн үржихүйн хоёр популяцийн хоорондох төрөл зүйл хоорондын өрсөлдөөний логистик загварыг хэрэгжүүлэх; загварчлалын үр дүнг дүрслэн харуулах (шаардлагатай функцүүдийн график хэлбэрээр); өрсөлдөж буй хоёр популяцийн хөгжлийн боломжит хувилбаруудыг тодорхойлох туршилт хийх.
Туршилтын үр дүнд хэрэв төрөл зүйл хоорондын өрсөлдөөн нь дотоод өрсөлдөөнөөс сул байвал хоёр популяци зэрэгцэн орших боломжтой болохыг тогтоожээ; Хэрэв популяцийн аль нэгнийх нь нөлөө бусад популяцийн өрсөлдөөнөөс илүү хүчтэй байвал тэдгээрийн аль нэгийг нь бүрэн нүүлгэн шилжүүлнэ. Хүлээн авсан үр дүн нь таамаглал батлагдсан гэж дүгнэх боломжийг бидэнд олгосон.
Тиймээс компьютерийн загварчлалын аргыг ашиглан судалгаа хийх арга зүй нь боловсролын судалгааг зохион байгуулах, явуулахад шинэ хандлагыг авч, түвшний сургалтын дизайн-судалгааны аргыг тайлбарлах боломжийг олгодог. боловсролын технологи. Компьютерийн загвар бүтээх, тооцооллын туршилт хийх нь оюутнуудад судлаачийн үүргийг гүйцэтгэж, асуудалд дүн шинжилгээ хийх, судалгааны зорилгоо тодорхойлох, таамаглал, даалгавар боловсруулах туршлага хуримтлуулах боломжийг олгодог. Судалгаа нь өөрөө "том" шинжлэх ухаанд хэрэглэгддэг зөв аргуудыг ашиглан таамаглалыг батлах эсвэл няцаах үйл явц юм. Оюутнуудын боловсролын үйл ажиллагааны ийм шинж чанар нь компьютерийн шинжлэх ухаан болон бусад чиглэлээр шинэ мэдлэг, ур чадварыг хөгжүүлэхэд хувь нэмрээ оруулаад зогсохгүй өөрийн судалгааны ажлыг төлөвлөх, хэрэгжүүлэх туршлага олж авах, судалгааны явцад олж авсан үр дүнг нотлоход хувь нэмэр оруулдаг. судалгаа.
Шүүгчид:
Гермашев И.В., Техникийн шинжлэх ухааны доктор, Волгоград хотын Волгоград улсын нийгэм-сурган хүмүүжүүлэх их сургуулийн мэдээлэл зүй, боловсролын мэдээлэлжүүлэлтийн тэнхимийн профессор;
Сергеев А.Н., сурган хүмүүжүүлэх ухааны доктор, Волгоград хотын Волгоград улсын нийгэм, сурган хүмүүжүүлэх их сургуулийн мэдээлэл зүй, боловсролын мэдээлэлжүүлэлтийн тэнхимийн профессор.
Ном зүйн холбоос
Маркович О.С. БОЛОВСРОЛЫН СУДАЛГААНД КОМПЬЮТЕРИЙН СИМУЛЯЦ: МЭДЭЭЛЛИЙН ТЕХНОЛОГИЙГ АШИГЛАН СУРГАХ ШИНЭ АРГАЧЛАЛ ХӨГЖҮҮЛЭХ нь // Шинжлэх ухаан, боловсролын орчин үеийн асуудлууд. – 2015. – No5.;URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=21724 (хандалтын огноо: 02/01/2020). "Байгалийн Шинжлэх Ухааны Академи" хэвлэлийн газраас эрхлэн гаргадаг сэтгүүлүүдийг та бүхэнд хүргэж байна.
Компьютерийн шинжлэх ухааны боловсролд симуляцийг ашиглах
Р.П.Романски
Техникийн их сургууль, Софи, Болгар
Оршил
Компьютерийн технологийг хөгжүүлэх, компьютерийн системийн (CS) архитектурын зохион байгуулалтыг сайжруулахын тулд компьютерийн мэргэжилтэн, оюутнуудыг тасралтгүй сургах, өөрийгөө сайжруулах шаардлагатай байна. Энэхүү сургалтыг явуулахдаа уламжлалт сургалтын хэлбэрийг бие даан суралцах боломжуудтай хослуулах, алсын зайн сургалт, практик төсөл боловсруулах, судалгааны туршилтыг хэрэгжүүлэх. Компьютерийн шинжлэх ухааны чиглэлээр заах ажилд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг програм орчин үеийн аргуудархитектурын зохион байгуулалтыг судалж, CS-ийн системийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийх. Энэ утгаараа төрөл бүрийн CS-ийн үндсэн бүтцийг судлах, компьютерийн үйл явцыг зохион байгуулах явцад загварчлалын аргыг ашиглах нь судалж буй объектын тохиромжтой математик тайлбарыг боловсруулж, компьютерийн туршилт хийх програм хангамжийг бий болгох боломжийг олгодог [Romanski, 2001]. , Аронс, 2000]. Туршилтын загварчлалын үр дүнгийн шинжилгээ [Bruyul, 2002] нь системийн үндсэн шинж чанарууд болон судлагдсан CS-ийн гүйцэтгэлийг үнэлэх боломжийг олгодог.
CS-ийг судлах явцад загварчлалыг ашиглах нь архитектурын онцлог, тооцоо, хяналтын зохион байгуулалтыг судлах боломжийг олгодог. Үүнийг загвар туршилтын үндсэн дээр хийж болох бөгөөд зохион байгуулалт нь компьютерийн загварыг гурван бүрэлдэхүүн хэсэг (үзэл баримтлалын загвар, математик загвар, програм хангамжийн загвар) дарааллаар зохион бүтээх, энэ загварыг тохиромжтой үйлдлийн орчинд хэрэгжүүлэх явдал юм. Энэ ажил нь ашиглах боломжийг судалдаг өөр өөр аргуудтэдгээрийг судлах явцад CS-ийн судалгаа, ялангуяа явагдаж буй үйл явцыг судлахад загварчлалын зарчмуудыг ашиглах, түүнчлэн CS-ийн системийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийх. Үндсэн зорилго нь компьютерийн загварчлалын ерөнхий процедурыг харилцан уялдаатай үе шатуудын дараалал гэж тодорхойлж, загварчлалын судалгааны арга зүйн үндсэн үе шатуудыг танилцуулах явдал юм. Үүнийг хийхийн тулд дараагийн хэсэгт компьютерийн мэдээлэл боловсруулах ерөнхий хэлбэр, судалгааны объект болох компьютерийн тооцооллын онцлогийг танилцуулав. CS-ийг судлах явцад загварчлалын зарчмуудыг ашиглах нь уламжлалт, зайн эсвэл тархсан утгаараа сургалтын арга зүйн зохион байгуулалттай холбоотой юм.
Компьютерийн систем нь судалгааны объект, судалгааны арга
Компьютерийн систем, гүйцэтгэлийн судалгааны чиглэлээр мэргэшсэн сургалтын үндсэн зорилтуудын нэг нь ирээдүйн болон одоогийн компьютерийн зохион бүтээгч, компьютерийн техник хангамж хөгжүүлэгч, компьютер хэрэглэгчдийг системийн гүйцэтгэлийг загварчлах, хэмжих технологийн чадавхийг зөв ашиглахад сургах явдал юм. Эдгээр чадварыг компьютерийн шинэ төслүүдийн үр нөлөөг үнэлэх, хэрэгжүүлэхэд ашигладаг харьцуулсан шинжилгээ одоо байгаа системүүд. Сургалтын явцад судалгааны үе шатуудын дараалал, туршилтын үр дүнг боловсруулах, гүйцэтгэлийн индексийн хангалттай тооцоог олж авах боломжийг тодруулах нь даалгавар юм. Компьютерийн сургалтын тодорхой чиглэл, авч үзэж буй компьютерийн мэдээллийг боловсруулах зарчмуудын онцлогоос хамааран энэ даалгаврыг тодруулж болно.
Цагаан будаа. 1. Компьютерийн боловсруулалтын мэдээллийн дэмжлэг.
Ерөнхийдөө компьютерийн боловсруулалт нь хэрэгжилттэй холбоотой байдаг тодорхой функцуудхэлбэрээр оруулах өгөгдлийг хувиргах эцсийн шийдвэрүүд. Энэ нь мэдээллийн функциональ өөрчлөлтийн хоёр түвшинг тодорхойлдог (Зураг 1):
Мэдээллийн математик хувиргалт нь өгөгдлийг математикийн объект хэлбэрээр бодитоор боловсруулах бөгөөд R үр дүнгийн олонлогийн элементүүдэд D өгөгдлийн олонлогийн элементүүдийг дүрсэлсэн f:D®R ерөнхий функцээр илэрхийлэгддэг;
боловсруулалтын компьютерийн хэрэгжилт - бодит мэдээллийн объектын тохиромжтой физик дүрслэлд суурилсан компьютер, програм хангамжийн төхөөрөмжөөс хамааран f*:X®Y математикийн функцийн тодорхой хэрэгжилтийг илэрхийлдэг.
Үүний үр дүнд бид r = f(d)ºj 2 (f*[ 1(d)]) компьютерийн боловсруулалтын ерөнхий функциональ загварыг бичиж болно, j 1 ба j 2 функцууд нь мэдээллийг кодлох, тайлахад туслах үүрэг гүйцэтгэдэг.
CS-ийг судалгааны объект болгон авч үзэхдээ компьютерийн боловсруулалт нь процессуудаас бүрдэх бөгөөд тэдгээр нь тус бүрийг I = бүтцийн хэлбэрээр төлөөлдөг гэдгийг санах хэрэгтэй.
Цагаан будаа. 2. Компьютерийн процессын ойролцоо дүр төрх.
Компьютерийн боловсруулалтыг зохион байгуулах явцад янз бүрийн процессуудыг дэмжих нь компьютерийн орчны системийн ачааллыг бүрдүүлдэг. Момент бүрийн хувьд (t =1,2,...) V(t)=Vt= вектороор илэрхийлж болно.
CS-ийг судлахдаа компьютерийн боловсруулалтын мөн чанарыг тусгасан системийн үндсэн параметрүүдийг тодорхойлох, мөн системийн нөөцийн төлөв байдал, явагдаж буй үйл явцыг судлах арга зүйг боловсруулах шаардлагатай. Системийн үндсэн параметрүүдийн хувьд (гүйцэтгэлийн индекс) та жишээ нь системийн нөөцийн элемент бүрийн ажлын ачаалал, компьютерийн системийн системийн нийт ачаалал, олон програмын горимд асуудлыг шийдвэрлэхэд хариу өгөх хугацаа, зэрэглэл зэргийг судалж болно. Тоног төхөөрөмжийн тогтвортой байдал (уян хатан байдал), компьютерийн боловсруулалтын зардал, зэрэгцээ эсвэл псевдопараллель процессыг төлөвлөх үр ашиг гэх мэт.
CS гүйцэтгэлийн шинжилгээ, судалгааны ердийн сургалтын курс нь үндсэн онолын болон практик асуудлууддараах чиглэлд:
компьютерийн тоног төхөөрөмжийн гүйцэтгэл, компьютерийн үйл явцын үр ашгийг судлах боломж;
програм үр дүнтэй аргуудсудалгаа (хэмжилт, загварчлал);
системийн параметрүүдийг хэмжих технологийн онцлог (жишиг, мониторинг);
загварчлалын технологийн онцлог, зохион байгуулалт (аналитик, загварчлал гэх мэт);
туршилтын үр дүнд дүн шинжилгээ хийх арга.
Энэ бүхэн нь энэхүү судалгааны аргыг ашиглах, тохирох хэрэгслийг сонгохтой холбоотой юм. Энэ утгаараа Зураг дээр. Зураг 3-т CS болон процессыг судлах аргуудын ойролцоо ангиллыг үзүүлэв. Гурван үндсэн бүлгийг тодорхойлж болно:
Програм хангамжийн холимог - үйлдлийн ангиудын хэрэглээний коэффициент дээр үндэслэн процессорын гүйцэтгэлийг үнэлэх математикийн хамаарлыг илэрхийлдэг. Процессорын ачааллыг тооцоолох боломжийг танд олгоно Статистикийн дүн шинжилгээстандарт програмуудыг ажиллуулсны дараа.
Тооцоолох аргууд - боломжтой CS параметрүүдийн тодорхой утгыг шууд бүртгэх үндсэн дээр компьютерийн үйл явцын талаар найдвартай мэдээлэл авах боломжийг танд олгоно. Үүнийг хийхийн тулд тохирох тоолох хэрэгсэл (монитор) ашиглах буюу боловсруулах, тоолох туршилтыг гүйцэтгэх ажлыг зохион байгуулах шаардлагатай. Орчин үеийн үйлдлийн системүүд нь програм хангамж эсвэл програм хангамжийн түвшинд ашиглаж болох өөрийн системийн мониторуудтай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Бодит туршилтын объект байхгүй тохиолдолд загварчлах аргыг ашигладаг. CS-ийн бүтэц эсвэл явагдаж буй үйл явцыг судлах нь компьютерийн загвар дээр үндэслэн хийгддэг. Энэ нь хамгийн их тусгадаг чухал талуудзорилгоос хамааран бүтцийн болон системийн параметрүүдийн зан байдал. Загвар боловсруулахын тулд хамгийн тохиромжтой, найдвартай байдлыг олж авах боломжийг олгодог хамгийн тохиромжтой загварчлалын аргыг сонгох шаардлагатай.
Цагаан будаа. 3. CS ба процессыг судлах аргуудын ангилал.
Уламжлалт сургалтын үйл явц нь танхимын дасгал ба/эсвэл лабораторийн семинартай хослуулсан үндсэн лекцийг багтаадаг. Компьютерийн шинжлэх ухааны чиглэлээр компьютерийн системийн зохион байгуулалт, компьютерийн процессын удирдлагын зарчмуудыг (бага ба өндөр түвшинд) судлах, түүнчлэн системийн гүйцэтгэлд дүн шинжилгээ хийхдээ лабораторийн ажлыг гүйцэтгэх явцад компьютерийн загвар боловсруулах шаардлагатай байдаг. ангид хийх даалгавар эсвэл бие даан төсөл хэрэгжүүлэх үед. Эдгээр практик ажлыг амжилттай хийж, шаардлагатай практик ур чадварыг олж авахын тулд үе шатуудын дарааллыг тодорхойлж, загвар боловсруулах технологийн онцлогийг танилцуулах шаардлагатай. Энэ нь оюутнуудад янз бүрийн компьютерийн архитектурын системийн гүйцэтгэлийн судалгаа, үнэлгээ, харьцуулсан дүн шинжилгээ хийхэд тохиромжтой, найдвартай компьютерийн загварыг боловсруулах талаар шаардлагатай мэдлэгийг олж авах боломжийг олгоно. Үүний үр дүнд загварчлалын ерөнхий журам, түүнчлэн CS ба үйл явцын загварын судалгааны арга зүйн схемийг цаашид санал болгож байна.
CS болон процессуудыг судлах компьютерийн загварчлалын журам
CS ба үйл явцыг судлахад компьютерийн загварчлалын гол ажил бол гүйцэтгэлийн индексийн талаархи мэдээллийг олж авах явдал юм. Сургалтын явцад загвар туршилтыг төлөвлөх нь дараах үе шатууд дээр суурилдаг.
системийн үндсэн параметрүүдийн тодорхой утгуудын эмпирик өгөгдөл цуглуулах;
эмпирик мэдээллийн бүтэц, боловсруулалт, загварын функциональ диаграммыг боловсруулах;
анхны объектын тохиромжтой математик загварыг боловсруулахад априори мэдээлэл, үйл ажиллагааны параметрүүдийн тодорхойлолтын талбарыг тодорхойлох;
загварын туршилтыг хэрэгжүүлэх, загварын мэдээллийг хуримтлуулах, түүний дараагийн шинжилгээ.
Загварын туршилтыг зохион байгуулах ерөнхий албан ёсны загварын судалгааны журмыг Зураг дээр үзүүлэв. 4.
Цагаан будаа. 4. Судалгааны загвар журам.
Анхны зорилго нь бодит объектыг (систем эсвэл процесс) судлах хэрэгцээгээр тодорхойлогддог. Процедурын үндсэн үе шатууд нь дараах байдалтай байна.
Объектыг дэд системд задалж, системийн үйл явцын зан үйлийн тодорхой талыг хүлээн зөвшөөрч болохуйц оновчтой болгох замаар загвар бүтээх үндсэн ойлголтыг тодорхойлох.
Тохиромжтой албан ёсны систем дээр үндэслэн судалж буй объектын бүтэц, харилцааг математикийн албан ёсны болгох.
Бодит системийн үйл ажиллагааны математик тодорхойлолт, загварчлалын зорилгоос хамааран тохирох функциональ загварыг боловсруулах.
Хамгийн тохиромжтой загварчлалын аргыг ашиглан математик загварыг хэрэгжүүлэх.
Тохиромжтой програм хангамжийн орчин (мэргэшсэн эсвэл бүх нийтийн) ашиглан үүсгэсэн математик загварын тайлбар.
Судалгааны объектын параметрүүдийг үнэлэхийн тулд үүсгэсэн загвар дээр үндэслэн туршилт хийх, дараа нь загварын мэдээллийг боловсруулах, тайлбарлах.
Компьютерийн загварчлалын үндсэн аргууд нь дараах байдалтай байна.
Аналитик аргууд - бодит системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон явагдаж буй үйл явцыг дүрслэхийн тулд математик хэрэгслийг ашиглана. Сонгосон математикийн арга барил дээр үндэслэн математик загварыг ихэвчлэн хялбархан програмчлах боломжийг олгодог тэгшитгэлийн систем болгон бүтээдэг боловч хэрэгжилт нь томъёолол, хүлээн зөвшөөрөгдсөн ажлын таамаглалуудын өндөр нарийвчлал, түүнчлэн чухал ач холбогдолтой баталгаажуулалтыг шаарддаг.
Загварчлал (дууриамал) аргууд - бодит объектын зан төлөвийг програм хангамжийн симулятор дуурайдаг бөгөөд энэ нь түүний үйл ажиллагаанд бодит ачаалал (дууриамал) эсвэл ажлын ачааллын програм хангамжийн загварыг (симуляци) ашигладаг. Ийм загварууд нь нарийн төвөгтэй системийг судалж, найдвартай үр дүнд хүрэх боломжийг олгодог боловч тэдгээрийг цаг хугацаанд нь гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь аргын гол давуу тал болох компьютерийн цагийг ихээхэн зарцуулдаг.
Эмпирик аргууд нь бодит объектын үйл ажиллагааны талаархи мэдээллийг бүртгэх, хуримтлуулах, дүн шинжилгээ хийх тоон арга бөгөөд үүний үндсэн дээр түүнийг судлах статистик загварыг бий болгох боломжтой юм. Ихэвчлэн шугаман эсвэл шугаман бус тэгшитгэлийг сонгосон параметрүүдийн хамаарлыг илэрхийлэх (жишээлбэл, анхдагч хүчин зүйлсийн багцаас) болон статистик шинж чанарыг тооцоолоход ашигладаг.
Компьютерийн загварчлалын гол ажил бол зохих загварыг бий болгох бөгөөд түүний тусламжтайгаар судалж буй системийн бүтэц, явагдаж буй үйл явцыг үнэн зөв дүрслэх боломжтой юм. Компьютерийн загварыг боловсруулах нь дараалсан гурван түвшинг агуулдаг - концепцийн загвар (загварыг зохион байгуулах үзэл суртлын үзэл баримтлал), математик загвар (математикийн албан ёсны системийг ашиглан үзэл баримтлалын загварын дүр төрх) болон програм хангамжийн загвар (програм хангамжийн хэрэгжилт). тохиромжтой хэлний орчинтой математик загвар). Компьютерийн загварчлалын түвшин бүрт эцсийн загварын найдвартай байдал, загварын туршилтын үр дүнгийн үнэн зөв байдлыг хангахын тулд загварын хангалттай эсэхийг шалгах шаардлагатай. Загварын үйл явцын бие даасан үе шатуудын онцлог нь ашигласан хангалттай байдлыг үнэлэх арга, хэрэгслийг тодорхойлдог. Эдгээр шинж чанарууд нь боловсруулсан компьютерийн загварчлалын арга зүйд байр сууриа олсон бөгөөд үүнийг доор үзүүлэв.
Загвар судалгааны арга зүй
Компьютерийн загварчлалын явцад ашигласан аргаас үл хамааран загвар судалгааны ерөнхий матодологийн схемийг тодорхойлох боломжтой (Зураг 5). Санал болгож буй албан ёсны арга зүйн дараалал нь хэд хэдэн үндсэн үе шатуудыг агуулна. Үндсэндээ энэ нь анхны загварын таамаглалыг томъёолж, дараалсан өөрчлөлтөд үндэслэн боловсруулсан компьютерийн загварын шаардлагатай найдвартай байдлыг олж авах давталтын процедурыг илэрхийлдэг. Энэхүү арга нь нарийн төвөгтэй системийг судлах, түүнчлэн судалж буй объектын талаар хангалттай априори мэдээлэл байхгүй тохиолдолд амжилтанд хүрдэг.
Томъёоны үе шат
Загвар боловсруулах эхний үе шатанд загварчлалын объект, судалгааны нөхцөл, таамаглал, мөн загварын үр нөлөөг үнэлэх шалгуурыг үнэн зөв, тодорхой тодорхойлох шаардлагатай. Энэ нь бидэнд үзэл баримтлалын загвар боловсруулж, хийсвэр ойлголт, ойлголтоор тодорхойлох боломжийг олгоно. Ихэвчлэн хийсвэр тайлбарыг тодорхойлдог анхны зарчимзагвар бүтээх (үндсэн ойролцоо тооцоолол, хувьсагчийн тодорхойлолтын талбар, гүйцэтгэлийн шалгуур, хүлээгдэж буй үр дүнгийн төрлүүд). Энэ үе шатанд дараахь дэд үе шатуудыг тодорхойлж болно.
Даалгаврын тодорхойлолт, дүн шинжилгээ. Судалгааны асуудлын тодорхой тодорхойлогдсон шинж чанар, шаардлагатай үйл ажиллагааны төлөвлөлтийг багтаасан болно. Асуудлын дүн шинжилгээнд үндэслэн хүлээгдэж буй үйл ажиллагааны цар хүрээ, даалгаврыг задлах хэрэгцээг тодорхойлно.
Анхны мэдээллийн төрлийг тодруулах. Энэхүү мэдээлэл нь гаралтын загварчлалын зөв үр дүнг олж авах боломжийг олгодог тул тооцооллын найдвартай байдлын шаардлагатай түвшинг хангах шаардлагатай байна.
Таамаглал, таамаглалын танилцуулга. Загварыг хэрэгжүүлэхэд хангалттай мэдээлэл байхгүй үед энэ нь зайлшгүй шаардлагатай. Таамаглал нь дутуу эсвэл бүрэн өгөгдлийг орлуулдаг. Таамаглал нь боломжит үр дүнгийн төрөл эсвэл судалж буй үйл явцыг хэрэгжүүлэх орчныг хэлнэ. Загварын явцад эдгээр таамаглал, таамаглалыг хүлээн зөвшөөрөх, үгүйсгэх, өөрчлөх боломжтой.
Загварын үндсэн агуулгыг тодорхойлох. Хэрэглэсэн загварчлалын аргад үндэслэн бодит объектын онцлог, даалгавар, түүнийг шийдвэрлэх арга хэрэгслийг тайлагнана. Энэ дэд шатны үр дүнд загварын үндсэн үзэл баримтлалыг томъёолох, бодит үйл явцын албан ёсны тайлбар, тохирох ойролцооллыг сонгох зэрэг орно.
Загварын параметрүүдийг тодорхойлох, гүйцэтгэлийн шалгуурыг сонгох. Энэ дэд шатанд загварын үндсэн болон хоёрдогч хүчин зүйлс, оролтын нөлөөлөл, хүлээгдэж буй гаралтын урвалыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь математик тайлбарын шаардлагатай нарийвчлалд хүрэхэд онцгой ач холбогдолтой юм. Үр ашгийн шалгуурыг тодруулах нь загварын параметрүүдийг өөрчлөх үед системийн хариу үйлдлийг үнэлэх функциональ хамаарлыг тодорхойлохтой холбоотой юм.
Загварын хийсвэр тайлбар. Үзэл баримтлалын загварыг боловсруулах ерөнхий үе шат нь хийсвэр нэр томъёоны тохиромжтой орчинд хийсвэр загварыг бүтээх замаар төгсдөг - жишээлбэл, хэлбэрээр блок диаграм, урсгал диаграм (Өгөгдлийн урсгалын диаграм), график диаграм хэлбэрээр (Төрийн шилжилтийн сүлжээ) гэх мэт. Энэхүү хийсвэр дүрслэл нь математик загварыг хялбархан бүтээх боломжийг олгодог.
Цагаан будаа. 5. Загварын судалгааны арга зүйн схем.
"Дизайн" шат
Компьютерийн загвар зохион бүтээх нь математик загвар болон түүний програм хангамжийн тодорхойлолттой холбоотой байдаг.
Математик загвар нь судалж буй объектын бүтэц, явагдаж буй үйл явцын тохиромжтой математик хэлбэрт Y=Ф(X, S, A, T) хэлбэрээр дүрслэгдсэн дүрслэл бөгөөд үүнд: X нь гадны нөлөөллийн багц; S - системийн параметрүүдийн багц; A - функциональ зан төлөвийг тусгасан (ажиллагаатай алгоритмууд); T - үйл ажиллагааны хугацаа. Тиймээс Y объектын зан төлөв (урвал) нь аналитик хамаарлыг (детерминист эсвэл магадлал) илэрхийлдэг Ф функциональ нөлөөллийн багцыг загварчилдаг. Энэ утгаараа математик загвар гэдэг нь хүлээн зөвшөөрөгдсөн таамаглал, ойролцоо тооцоолол, анхны нөхцөл, тодорхойлсон судалгааны параметрүүдийг үнэлж, сонгосон математикийн системийн тусламжтайгаар хийсвэр загварыг тайлбарлах явдал юм. Математик загварыг боловсруулахдаа мэдэгдэж буй математикийн томьёо, хамаарал эсвэл математик хуулиудыг (жишээлбэл, магадлалын тархалт) хэрэглэх, түүнчлэн тэдгээрийг нэгтгэх, нэмэх боломжтой. Загварчлалын зорилгоор хамгийн түгээмэл онолын математикийн системүүд нь математик загварыг график хэлбэрээр танилцуулах боломжийг олгодог - Петрийн тор, Марковын гинж, дарааллын систем гэх мэт. Өмнөх шатанд тодорхойлсон шалгуурт үндэслэн үүсгэсэн математик загварыг үнэлэх ёстой. шаардлагатай найдвартай, хүрэлцэхүйц хэмжээнд хүрэхийн тулд та үүнийг батлах эсвэл хаяж болно.
Програм хангамжийн загвар нь математикийн тайлбарыг програмын хэлээр хэрэгжүүлэх явдал бөгөөд энэ зорилгоор тохирох техник, технологийн хэрэгслийг сонгон авдаг. Програм хангамжийг хэрэгжүүлэх явцад математик загвар дээр үндэслэн загварын логик бүтэц, функциональ диаграммыг боловсруулдаг. Энэхүү диаграммыг бүтээхийн тулд та уламжлалт блок диаграмм эсвэл GPSS (Ерөнхий зориулалтын загварчлалын систем) гэх мэт тусгай загварчлалын орчинд танилцуулсан график хэрэгслийг ашиглаж болно. Загварын програм хангамжийг хэрэгжүүлэх нь програм хангамж боловсруулах ажил бөгөөд энэ утгаараа програмчлалын технологийн зарчимд захирагддаг.
"Тодруулга" үе шат
Цагаан будаа. 6. Загварыг боловсронгуй болгох давталтын процедур.
Загварын найдвартай байдлыг шалгах гол зорилго нь бодит объектын үйл явц, загварын үр дүнг бүртгэх механизмыг илэрхийлэх үед захидал харилцааны нарийвчлалын түвшинг тодорхойлох явдал юм. Ерөнхийдөө компьютерийн загвар нь бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн цуглуулгыг илэрхийлдэг бөгөөд энэ утгаараа хангалттай байдлын шалгалтыг зөв төлөвлөх нь чухал юм.
Гүйцэтгэлийн үе шат
Энэ бол бий болгосон загварыг хэрэгжүүлэх үе шат юм (шийдэл тоон аргаэсвэл цаг хугацаанд нь гүйцэтгэх). Хамгийн гол зорилго- компьютерийн хамгийн бага хугацаанд хамгийн их мэдээлэл авах. Хоёр дэд алхам байдаг:
Загварын туршилтыг төлөвлөх - хяналттай хүчин зүйлийн үнэ цэнийг тодорхойлох, загварыг гүйцэтгэх үед ажиглагдсан хүчин зүйлсийг бүртгэх дүрмийг тодорхойлох. Туршилтын тодорхой загварыг сонгох нь гүйцэтгэлийн хугацааг оновчтой болгохдоо судалгааны тодорхойлсон зорилгоос хамаарна. Үр дүнтэй загварыг олж авахын тулд статистикийн аргыг ихэвчлэн ашигладаг (бүрэн дизайн, нэг хүчин зүйлийн загвар, санамсаргүй загвар гэх мэт) ажиглагдсан хүчин зүйлсийн хамтарсан нөлөөллийг арилгах, туршилтын зөвшөөрөгдөх алдааг тооцоолох.
Туршилтын хэрэгжилт - оролтын өгөгдлийг бэлтгэх, туршилтын төлөвлөгөөг компьютерээр хэрэгжүүлэх, туршилтын үр дүнг хадгалах. Туршилтыг дараах байдлаар хэрэгжүүлж болно: хяналтын загварчлал (загварын гүйцэтгэл, мэдрэмжийг шалгах, загварчлалын хугацааг тооцоолох); ажлын загварчлал (боловсруулсан туршилтын төлөвлөгөөний бодит хэрэгжилт).
"Загварын үр дүнгийн шинжилгээ, тайлбар" үе шат
Туршилтын загвар төлөвлөгөөг хэрэгжүүлэхдээ мэдээлэл (загварчлалын үр дүн) хуримтлагддаг бөгөөд үүнийг судалж буй объектын зан байдлын талаархи үнэлгээ, дүгнэлтийг олж авахын тулд дүн шинжилгээ хийх шаардлагатай. Энэ нь туршилтын мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийх аргыг сонгох, олж авсан тооцооллыг тайлбарлах тохиромжтой аргыг ашиглах гэсэн хоёр талыг тодорхойлдог. Сүүлийнх нь судалгааны зөв дүгнэлтийг бий болгоход онцгой ач холбогдолтой юм. Эхний талын утгаараа статистикийн аргуудыг ихэвчлэн ашигладаг - тайлбарлах дүн шинжилгээ (параметрүүдийн хилийн утгыг тооцоолох, математикийн хүлээлт, тархалт ба дундаж квадрат алдаа; сонгосон хүчин зүйлийн давхаргажилтыг тодорхойлох; гистограммыг тооцоолох гэх мэт). ); корреляцийн шинжилгээ (хүчин зүйлийн харилцааны түвшинг тодорхойлох); регрессийн шинжилгээ (бүлэг хүчин зүйл дэх учир шалтгааны хамаарлыг судлах); дисперсийн шинжилгээ (туршилтын үр дүнд үндэслэн тодорхой хүчин зүйлийн харьцангуй нөлөөллийг тогтоох).
Загварын өгөгдлийн шинжилгээний үр дүнг график хамаарал, диаграмм, гистограмм гэх мэтийг ашиглан тоон болон хүснэгт хэлбэрээр гаргаж болно. Графикийн тохирох хэрэгслийг сонгохын тулд ашигласан шинжилгээний арга, түүнчлэн туршилтын судалгаанд оролцогчийн субъектив ур чадвар чухал юм. туршилтын үр дүнг форматлах.
Дүгнэлт
Загварын туршилт бүрийг зохион байгуулах гол зорилго нь үр дүнтэй загварчлалыг хэрэгжүүлэх явдал юм. Энэ нь компьютерийн цагтай холбоотой байдаг - загварт ихээхэн хэмжээний боловсруулалт хийх нь загварчлалын зардлыг нэмэгдүүлж, үр ашгийг бууруулдаг. Судалгааны үр дүнтэй байхын тулд загварыг хурдан баталгаажуулах, нэгдмэл байдалд хүрэх нь чухал юм. Бодит систем бүрийн хувьд задлах арга, нарийвчилсан түвшин, загварчлалын арга, програм хангамжийг хэрэгжүүлэх хэрэгсэл гэх мэт ялгаатай олон янзын загваруудыг бий болгох шаардлагатай байдаг. Хамгийн оновчтой хувилбарыг сонгох явцад зөвхөн үнэн зөв, хангалттай байдлыг үнэлэх нь хангалтгүй юм. Төрөл бүрийн конвергент загваруудаас та хэрэгжүүлэхэд хамгийн бага цаг зарцуулах хамгийн үр дүнтэй хувилбарыг сонгох хэрэгтэй.
Загварыг хангалттай үр ашигтай болгохын тулд програм хангамжийг хэрэгжүүлэх хэрэглээний хэл, мөн концепцийн загварыг хийсвэр дүрслэх албан ёсны тогтолцооны бүрэн бүтэн байдал, тайлбарын нэр томъёоны энгийн байдал, оновчтой төлөвлөгөө боловсруулах гэх мэт чухал ач холбогдолтой. Бүх нийтийн програм хангамжийн системүүд нь тодорхой хэлний операторгүй байдгаараа онцлог бөгөөд тэдгээр нь үндсэндээ аналитик загварчлалд тохиромжтой. Симуляцийн загварыг хэрэгжүүлэхийн тулд тусгай хэлний орчин ашиглах нь давуу талтай.
Ном зүй
[Bruyul 2002] Bruyul A. SPSS: мэдээлэл боловсруулах урлаг. Статистикийн мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийх. Санкт-Петербург: DiaSoft, 2002, - 608 х.
[Romanski, 2001] Romanski R. Компьютерийн өгөгдөл боловсруулах үйл явцын стохастик цаг хугацааны шинж чанарыг математик загварчлах, судлах // Мэдээллийн технологи. - Москва, Орос, 2001, No 2, - P. 51 - 55.
Arons H., van Asperen E. Загвар тодорхойлоход зориулсан компьютерийн тусламж // Өвлийн 32 дахь симуляцийн бага хурлын эмхэтгэл. - Флорида, АНУ, 2000 оны 12-р сар. - P. 399-408.
Бенвенист А., Фабре Э., Хаар Сент. Марковын тор: тархсан ба зэрэгцээ системүүдийн магадлалын загварууд // Автомат удирдлагын IEEE гүйлгээ. 2003 оны 11-р сар, боть. 48, No 11. - P. 1936-1950.
Butler J.E., Brockman J.B. Энгийн компьютерийн архитектурыг дуурайлган хийдэг вэбд суурилсан сургалтын хэрэгсэл // ACM SIGCSE Bulletin. 2001 оны 6-р сар, боть. 33, Үгүй. 2. - P. 47-50.
Crosbie R. E. Загварчлал ба симуляцийн загвар сургалтын хөтөлбөр: Энэ бидэнд хэрэгтэй юу? Бид хийж чадах уу? // Өвлийн симуляцийн 32 дахь хурлын эмхэтгэл. 2000 оны арванхоёрдугаар сар. -П. 1666-1668 он.
Fabre E., Pigourier V. Түгээмэл алгоритмтай тархсан системийг хянах // Шийдвэр ба хяналтын IEEE-ийн 41-р бага хурлын эмхэтгэл. - боть. 1. 2002 оны 12-р сарын 10-13 - P. 411-416.
Иббетт Р.Н. Компьютерийн архитектурын симуляцийн WWW дүрслэл // 7th Annual Conf. Компьютерийн шинжлэх ухааны боловсролын инноваци ба технологийн тухай. 2002 оны 6-р сар. - P. 247.
Lilja D.J. Компьютерийн системийн гүйцэтгэлийн шинжилгээг заах заах аргуудыг харьцуулах нь // IEEE Trans. Боловсролын тухай. 2001 оны 2-р сар, боть. 44, №1, - P. 35-40.
Music G., Zupancic B., Matko D. Petri net-based modeling and supervisory control design in Matlab // Proceedings of the IEEE Conference EUROCON 2003 "Computers as a tool". - боть. 1. 9-р сарын 22-24. 2003. - Словени. - P. 362-366.
Пандей С., Рамамритам К., Чакрабарти С. Тасралтгүй асуулгад хариу өгөхийн тулд динамик вэбийг хянах нь // World Wide Web-ийн 12 дахь олон улсын бага хурлын эмхэтгэл. - Унгар, 2003 оны 5-р сар, - P. 659-668.
Поккек П., Мардини В. Дараалал бүхий загварчлал: эмпирик судалгаа // Цахилгаан ба компьютерийн инженерийн Канадын бага хурлын эмхэтгэл. - боть. 1. 2001 оны 5-р сарын 13-16. - P. 685-689.
Romansky R. et al. Түгээмэл цахим сургалтын мэдээллийн сүлжээний InfoNet байгууллага // Компьютерийн систем ба технологийн олон улсын 3-р бага хурлын эмхэтгэл (цахим сургалт). 2002 оны 6-р сарын 20-21. София, Болгар. - P. IV.4-1 - IV.4-6.
Саржент Р.Г. Симуляцийн загваруудыг баталгаажуулах, баталгаажуулах // 2003 оны өвлийн симуляцийн бага хурлын эмхэтгэл. - боть. 1. 2003 оны 12-р сарын 7-10. - P. 27-48.
Stahl, I. GPSS: 40 жилийн хөгжил // Өвлийн симуляцийн 33 дахь бага хурлын эмхэтгэл. 2001 оны 12-р сар. - P. 577-585.
Е Д, Шиаофер Сю, Юлиу Чен. Виртуал аж ахуйн нэгжүүдэд зориулсан загварчлалын нэгдсэн арга зүй // Компьютер, харилцаа холбоо, удирдлага, эрчим хүчний инженерийн 10-р бага хурлын эмхэтгэл. - боть. 3. Аравдугаар сар 2002. - P. 1603-1606.
Сургуулийн компьютерийн шинжлэх ухааны хичээлд компьютерийн загварчлалыг заах
Д манай судалгааны ажилхөгжлийн үүднээс авч үзвэл хамгийн үр дүнтэй гэж бид үзэж байна бүтээлч байдалоюутнууд нь мэдээллийн загварчлалтай холбоотой материал юм. Энэхүү таамаглалыг шалгахын өмнө компьютерийн загварчлалын газар, ач холбогдол, компьютерийн загварчлалыг заах зорилго, зорилт, загварчлалыг заахдаа бүрэлдэн бий болсон ойлголтуудыг авч үзье.
Сургуулийн компьютерийн шинжлэх ухааны хичээлд компьютерийн загварчлалын байр суурь, ач холбогдол
Компьютерийн шинжлэх ухааны боловсролын заавал байх доод агуулгад "Загварчлал ба албажуулах" гэсэн мөр байдаг бөгөөд энэ нь мэдээлэл, мэдээллийн шугамын хамт. мэдээллийн үйл явц, байна онолын үндэслэлкомпьютерийн шинжлэх ухааны үндсэн хичээл.
Загварчлалын сэдэв нь бусад бүх сэдвүүдээс цэвэр онолын, бие даасан шинж чанартай гэж үзэж болохгүй. Суурь хичээлийн ихэнх хэсэг нь тухайн хичээлийн технологийн чиглэлтэй холбоотой сэдвүүдийг багтаасан загварчлалтай шууд холбоотой байдаг. Текст болон график редакторууд, DBMS, хүснэгт процессорууд, компьютерийн танилцуулгамэдээллийн загвартай ажиллах хэрэгсэл гэж үзэх ёстой. Алгоритмчлал, програмчлал нь загварчлалтай шууд холбоотой. Иймээс загварчлалын шугам нь үндсэн хичээлийн олон хэсгүүдэд хөндлөн огтлолтой байдаг.
Бешенковын хэлснээр С.А. "Мэдээлэл ба мэдээллийн үйл явц", "Албан ёсны болгох ба загварчлал" зэрэг бусад сэдвүүд нь компьютерийн шинжлэх ухааны хичээлийн гол сэдэв юм. Эдгээр сэдвүүд нь "Алгоритм ба гүйцэтгэгчид", "Мэдээллийн технологи" гэх мэт уламжлалт хичээлийн сэдвүүдийг нэгтгэдэг.
"Тоглоом ба даалгавар дахь мэдээлэл зүй", "Информатик-плюс" гэсэн анхны курсуудыг бүтээгчид гол ажил гэж үздэг. сургуулийн курскомпьютерийн шинжлэх ухаан - мэдээлэл, логик загварт дүн шинжилгээ хийх, бүтээх чадварыг бий болгох, хөгжүүлэх.
Бояршинов М.Г. Физик, хими, математик, эдийн засаг, экологи, анагаах ухаан, социологи, хүмүүнлэгийн шинжлэх ухаан, дизайн, дизайн, математикийн асуудлыг шийдвэрлэх арга техникийг оюутнуудад таниулах зорилготой компьютерийн шинжлэх ухааны хичээлийн хүрээнд компьютерийн загварчлалын хичээлийг нэвтрүүлэх нь зүйтэй гэж үзэж байна. орчин үеийн компьютерийн технологийг ашиглан технологийн асуудлууд.
Кузнецов А.А., Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Компьютерийн шинжлэх ухааны хичээлийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь системчилсэн шинж чанарыг өгдөг "Мэдээллийн үйл явц", "Мэдээллийн загвар", "Удирдлагын мэдээллийн үндэс" гэж үздэг. Асуудлыг шийдвэрлэх нь үргэлж загварчлахаас эхэлдэг: хэд хэдэн загварыг бий болгох эсвэл сонгох: асуудлын агуулгын загвар (нөхцөлийг албан ёсны болгох), энэ тодорхой асуудлыг шийдвэрлэх ажлын загвар болгон сонгосон объектын загвар, загвар (арга) ) шийдэл, асуудлыг шийдвэрлэх үйл явцын загвар.
Тиймээс мэдээллийн үйл явц, түүнчлэн гадаад ертөнцийн аливаа үзэгдлийг судлах нь загварчлалын арга зүйд суурилдаг. Компьютерийн шинжлэх ухааны онцлог нь зөвхөн математик загвар төдийгүй янз бүрийн хэлбэр, төрлийн загвар (текст, хүснэгт, зураг, алгоритм, программ) - мэдээллийн загваруудыг ашигладаг. Мэдээллийн загвар гэдэг ойлголт нь компьютерийн шинжлэх ухааны хичээлд олон төрлийн салбар хоорондын уялдаа холбоог өгдөг, үүсэх нь суурь сургуулийн энэ хичээлийн үндсэн зорилтуудын нэг юм. Мэдээллийн загварыг бий болгох үйл ажиллагаа - мэдээллийн загварчлал нь компьютерийн шинжлэх ухааныг тодорхойлдог ерөнхий үйл ажиллагааны төрөл юм.
Хүрээлэн буй бодит байдлыг ойлгох үр дүнтэй аргуудын нэг бол хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллийн технологийн арсеналыг багтаасан хүчирхэг аналитик хэрэгсэл болох загварчлалын арга юм.
"Мэдээллийн загварчлал" гэсэн ойлголтын ерөнхий шинж чанар нь мэдээлэлтэй ажиллахдаа бид үргэлж бэлэн мэдээллийн загвартай харьцдаг (бид тэдний ажиглагчаар ажилладаг) эсвэл мэдээллийн загварыг боловсруулдагтай холбоотой юм.
Мэдээллийн загварчлал нь зөвхөн компьютерийн шинжлэх ухааны судалгааны объект биш юм хамгийн чухал арга замаартанин мэдэхүйн, боловсролын болон практик үйл ажиллагаа. Үүнийг шинжлэх ухааны судалгааны арга, бие даасан үйл ажиллагаа гэж бас үзэж болно.
Зубко И.И. Мэдээллийн загварчлалыг "компьютер ашиглахад чиглэсэн хүрээлэн буй бодит байдлын (бодит ба хамгийн тохиромжтой) объектуудыг танин мэдэх шинжлэх ухааны шинэ ерөнхий арга" гэж тодорхойлсон. Загварчлалыг нэг талаас танин мэдэх арга, нөгөө талаас оюутнуудын заавал сурах ёстой агуулга гэж үздэг. Төслийн аргыг практикт хэрэгжүүлж, судалгаа шинжилгээ, бие даасан болон бүтээлч ажилолон янзын сонголтоор.
Галыгина I.V. Мэдээллийн загварчлалыг дараах арга барилд тулгуурлан заах нь зүйтэй гэж үзэж байна.
загвар, үүний дагуу загварчлалыг танин мэдэхүйн хэрэгсэл, судлах объект, заах хэрэгсэл гэж үздэг;
объектод суурилсан, энэ нь янз бүрийн төрлийн объектуудыг сонгох, дүн шинжилгээ хийх явдал юм: судалгааны объект, мэдээллийн загвар нь шинэ объект болох, загварыг бүтээхэд ашигласан хэлний объектуудыг загварчлах.
Сурган хүмүүжүүлэх ухаанд мэдээллийн загварчлалыг гурван чиглэлээр авч үзэж болно.
танин мэдэхүйн хэрэгсэл, учир нь бодит объектын талаар шинэ мэдлэг олж авах, холбогдох мэдээллийн загвар, энэ загварыг тайлбарлахад ашигласан хэлний объектыг загварчлах нь загварыг бүтээх, судлах явцад тохиолддог;
Ихэнх тохиолдолд сургалтын үйл явц нь аман тайлбар, график дүрс гэх мэт судалж буй объектын мэдээллийн загвартай холбоотой байдаг тул сургалтын хэрэгсэл юм.
хэв маягийн томъёогоор дүрсэлсэн дүрслэл гэх мэт;
Мэдээллийн загварыг өөрийн өвөрмөц шинж чанар, шинж чанар, шинж чанараараа бие даасан мэдээллийн объект гэж үзэж болох тул судалгааны объект.
Оюутны үүднээс эдгээр талуудын хоорондох гол ялгаа нь эхний тохиолдолд танин мэдэхүйн үйл ажиллагааны явцад оюутан өөрөө өөрийн туршлага, мэдлэг, холбоод үндэслэн судалж буй объектын загварыг бий болгодог явдал юм. Хоёрдахь тохиолдолд оюутанд судалж буй объектын загварыг багш, зохиогчийн боловсруулсан загвараар өгдөг. сургалтын тусламжэсвэл шинжлэх ухааны онолыг бүтээгч. Сүүлчийн тохиолдолд загваруудын багц нь судалж буй объект юм.
Мэдээллийн загварчлалын модулийг компьютерийн шинжлэх ухааны үндсэн хичээлийн "Загварчлал ба албажуулах" агуулгын мөрөнд оруулснаар дараахь зүйлийг хийх баттай суурийг бий болгоно.
боловсролын үйл ажиллагаанд мэдээллийн загварыг ухамсартайгаар ашиглах;
оюутнуудыг шинжлэх ухааны судалгааны аргуудтай танилцуулах;
дараа нь компьютерийн шинжлэх ухааны тусгай курсуудад мэдээллийн загварчлалыг гүнзгийрүүлэн судлах.
Титова Ю.Ф. хамгийн чухал гэж үздэг боловсролын функцсурагчдын бүтээлч чадавхийг хөгжүүлэх явдал юм. Туршлага бүтээлч үйл ажиллагааянз бүрийн чиглэлийн асуудалтай асуудлуудыг шийдвэрлэх замаар, ялангуяа судалгааны үйл ажиллагаагаар үүсдэг. Судалгааны хамгийн чухал хэрэгслийн нэг бол загварчлал юм. Зохиогч нь загвар боловсруулах, судлах албан ёсны арга барилд суурилсан онолын материалыг хослуулан компьютерийн шинжлэх ухааны үндсэн хичээлд загварчлалыг заах арга зүйг боловсруулж, янз бүрийн мэдлэгийг нэгтгэх судалгааны багцыг боловсруулсан болно. боловсролын бүсүүд. Энэхүү арга зүйг ашигласнаар сурагчдын хөгжлийг хангана гэж зохиогч үзэж байна өргөн хамрах хүрээхийсвэрлэх, тодорхой болгох, ерөнхийлэх, ангилах, дүн шинжилгээ хийх, өөрийн үйлдлийн үр дүнг ойлгох зэрэг оюуны чадварууд.
Боловсролын үйл ажиллагааны сэдлийг бүрдүүлэх, нэмэгдүүлэх нь ирээдүйн дизайнеруудыг бэлтгэх гол нөхцөл юм. Оюутны дизайнеруудыг сургах үйл явцын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг нь гурван хэмжээст загварчлалын аргууд байх бөгөөд энэ нь сэдэлтэй үйл ажиллагааг идэвхжүүлдэг. Гурван хэмжээст загварчлалын аргын талаархи мэдлэг нь өнөөдөр дизайнерын ур чадварын зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг болж байна, учир нь гурван хэмжээст загварчлалын аргын мэдлэггүйгээр дизайны объектын дизайнтай холбоотой нэг ч асуудлыг шийдэж чадахгүй.
3D загварчлал нь хамгийн чухал салбаруудын нэг юм хүний үйл ажиллагаа, учир нь энэ нь ихэвчлэн дизайнд ашиглагддаг. Жишээлбэл, гэр ахуйн бүтээгдэхүүний шинэ загвар зохион бүтээх, түүнчлэн жижиг загвар гаргахад архитектурын хэлбэрүүдболон бусад зүйлс. Гурван хэмжээст загварчлалын аргыг ашиглахгүйгээр технологийн объектыг зохион бүтээх, өөрчлөх, шинэчлэхтэй холбоотой нэг бүтээлч асуудлыг шийдвэрлэх нь бараг боломжгүй юм.
Ирээдүйн дизайнерын ирээдүйн үйл ажиллагаанд гурван хэмжээст загварчлалын аргуудыг ашиглаж болно: дотоод засал чимэглэлийн бүтээгдэхүүн, тавилга, гоёл чимэглэлийн зүйлсийн хэв маяг, хэлбэрийг бий болгох үндсэн зарчмуудад; архитектурын элементүүд болон барилгын бүтцэд; жижиг хуванцар зүйлд; гоёл чимэглэлийн найрлага барихад; гоёл чимэглэлийн болон хэрэглээний урлагт сийлбэр, уран зураг, шигтгээ, мозайк, хуурамч гэх мэт дүрслэлийг гүйцэтгэх үед.
Гурван хэмжээст загварчлалыг заах зорилго нь гурван хэмжээст объектыг судлах явдал бөгөөд энэ нь орон зайн болон орон зайг хөгжүүлэх боломжийг олгоно. хийсвэр сэтгэлгээ. Эдгээр загварыг харуулах арга, аргыг судлах нь дизайны ур чадвар, график дүрслэлийн соёлыг хөгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулна. Загвар бүтээх даалгавар нь санаачлага, ур чадварын илэрхийлэлд нөлөөлнө. Анхны объектын зураг дээрх даалгавруудыг хэлэх болно эерэг нөлөөбүтээлч чадварыг хөгжүүлэх талаар.
Үүний зэрэгцээ дизайнерын мэргэжлийн орчин нь түүний үйл ажиллагаанд шинэ шаардлага тавьж, төр нь төгсөгчдийн дүр төрхийг тодорхойлж, түүний боловсрол эзэмших хүсэлтийг чадамж хэлбэрээр боловсруулдаг. Энэхүү динамик нь биднийг компьютерийн технологид суурилсан боловсролын шинэ нөөцийг хайхад хүргэдэг.
Сургалтын үйл явцыг компьютержуулах практик нь компьютерийн технологийн тусламжтайгаар "Дизайн" сургалтын чиглэлийн сургалтын хөтөлбөрт тусгагдсан бүх хичээлийн сургалтын үр нөлөөг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой гэдгийг тодорхой харуулж байна. Компьютер ашиглах нь аливаа уран сайхны болон график мэдээллийн авсаархан байдлыг, харагдахуйц, хялбар хэлбэрээр олж авах, харуулсан объект, үзэгдлийн янз бүрийн талыг үнэлэх, түүний дотор нарийвчилсан, чанарын шинжилгээ хийх боломжийг олгодог.
Компьютерийн технологийг нэвтрүүлснээр 3D загварчлалыг заах үйл явц сайжирна. Энэхүү сургалтын үр дүн нь сурган хүмүүжүүлэх ухааны үүднээс энэ сургалтыг хэр бодлоготой, чадварлаг зохион байгуулж байгаагаас хамаарна. Мэргэжлийн сургалтоюутнууд. Гурван хэмжээст загварчлалыг заахдаа компьютерийн технологийг ашиглах нь компьютерийг сургалтын хэрэгсэл гэж үзэх боломжийг бидэнд олгодог.
Гурван хэмжээст компьютерийн загварчлал нь юуны түрүүнд төслүүдийн дүрслэл юм. Энэ бол бодитой гурван хэмжээст төслийг хэрэгжүүлэхэд шаардлагатай материал, камер, гэрэлтүүлэгтэй ажиллах явдал юм. Гурван хэмжээст компьютерийн загварчлалыг судалснаар дизайнер оюутнууд ерөнхий мэдлэг, ур чадвар, ур чадвар, хэрэглээний мэдлэг, тухайлбал дизайны санааг дамжуулахын тулд гурван хэмжээст загварчлалыг ашиглах чадварыг эзэмшдэг.
Гурван хэмжээст загварчлалд компьютерийн технологийг сансар огторгуйд янз бүрийн бүтээц, загварчлалын үйлдлүүдийг үзүүлэхэд хялбар ашигладаг. Энэ тохиолдолд багш хичээл явуулахад шаардлагатай загвар, объект, график дүрсийг дэлгэцэн дээр харуулах боломжтой болно.
Дизайнеруудын боловсролын үйл явцад компьютерийн 3D загварчлалыг практикт ашиглах нь шинэчлэгдсэн загварыг бий болгох шаардлагатай байгааг харуулж байна. боловсролын орчин, энэ нь тэдний уран сайхны болон бүтээлч үйл ажиллагааг хөгжүүлэхэд эерэгээр нөлөөлж, ирээдүйн дизайнерын мэргэжлийн ур чадварын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болдог.
Гурван хэмжээст загварчлалын хичээлийн бүх дүрслэлийн материалыг сургалтын явцад дэлгэцийн дэлгэц дээр үзүүлж болно. Түүнээс гадна энэ дүрслэлийг компьютерийн бүх харааны чадварыг ашиглан динамикаар бүтээх ёстой. Бусад уламжлалт техникийн хэрэгслээс ялгаатай нь компьютерийн технологи нь багшид үзүүлэх үйл явцыг удирдах боломжийг олгоно. Жишээлбэл, гурван хэмжээст объектыг бүтээхдээ бүх үйлдлүүдийг компьютерийн дэлгэцэн дээр дараалан тайлбарлах бөгөөд ийм "амьд зураг" нь хөдөлгөөнгүй дүрстэй харьцуулах болно, учир нь багш энэ үзүүлэх үйл явцыг хянах боломжтой болно. Тиймээс, бүх боловсролын материалыг тодорхой практик жишээнүүдийн хамт дагалдаж, дараалсан барилгын ижил төстэй үйл явцыг ямар ч объектод хийж болно гэдгийг харуулах боломжтой.
Гурван хэмжээст компьютерийн загварчлал нь орчин үеийн компьютерийн технологийн хамгийн төвөгтэй салбаруудын нэг бөгөөд дизайны төсөл боловсруулах явцад өргөн хэрэглэгддэг. Бүх объект, дүрийг виртуал орон зайд загварчилж, байрлуулсан тул энэ нь уран сайхны болон бүтээлч үйл ажиллагаа, орон зайн сэтгэлгээний хөгжлийн тусгай түвшинг шаарддаг. Дизайн үйл явц нь нэг проекцын цонхноос нөгөөд, нэг ажиглалтын цэгээс нөгөө рүү шилжих идэвхтэй шилжилт дагалддаг. Тодорхойлолтын хувьд гурван хэмжээст орон зайүзэгдэл ба түүний дотор байрлах объектуудын хувьд координатын аргыг ашигладаг. Энэхүү технологийг ирээдүйн дизайнеруудыг сургах хэрэгсэл болгон ашиглах нь зөвхөн харагдах байдлыг нэмэгдүүлэх төдийгүй оюутнуудад бие даасан хөгжлийн хурдыг бий болгох боломжийг олгодог. боловсролын материал. Гурван хэмжээст графиктай ажилласны ачаар багш богино хугацаанд, хамгийн бага хүчин чармайлтаар блок мэдээллийг гурван хэмжээст хэлбэрээр харуулах боломжтой болсон. харааны хэрэгсэлтодорхой сэдвээр, энэ нь судалж буй материалыг илүү сайн шингээж, судалж буй материалын практик хэсгийг дуусгахад зарцуулж болох сургалтын цаг хугацааны ихээхэн хэсгийг хэмнэдэг.
Шинэ техникийн хэрэгслийн чадавхи нь бүтээлч чадавхи, бүтээлч хүсэлтийг нэмэгдүүлж, уран сайхны болон бүтээлч үйл ажиллагааг хөгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулж, боломжийн мэдрэмжийг өргөжүүлдэг. Зөвхөн бүтээлч ойлголт, хүний хэрэгцээ нь технологийн чадавхийг бий болгож, дэмждэг. Энэ нь 3D компьютерийн загварчлалын практик даалгаврын систем нь оюутнуудыг зөвхөн баялаг хэрэгсэл эзэмшихэд төдийгүй, энэ хэрэгслийг бүтээлчээр судлах шаардлагатай уран сайхны даалгавруудыг бий болгоход түлхэц өгөх ёстой гэсэн үг юм.
1. Объектуудын загварчлал.
2. Байгаль орчны загварчлал.
3. Архитектурын загварчлал.
4. Дүрийн загварчлал.
Туршилтын бүлгийн даалгаврын системийг нарийн төвөгтэй байдлын түвшингээс хамааран үндсэн, ахисан, өндөр гэсэн гурван төрөлд хуваасан.
Эхний төрлийн даалгавар бол үндсэн юм. Энэ төрлийн даалгавар нь компьютерийн программын үндсэн хэрэгсэл, үйлдлүүдийг сурахад чиглэдэг. Эхний төрлийн даалгавруудыг бүх дөрвөн блокт өгсөн боловч нарийн төвөгтэй байдал, гүйцэтгэх аргын хувьд ялгаатай байдаг. Энэ төрлийн даалгаврыг гүйцэтгэх явцад сурагчийн хийдэг бүх үйлдэл нь дүрслэлийн ой санамж, төсөөлөл гэх мэт чадварыг хөгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг тул тэд оюутнуудыг илүү төвөгтэй асуудлыг шийдвэрлэхэд хүргэдэг.
Даалгаврууд түвшин нэмэгдсэнХоёрдахь төрөлтэй холбоотой бэрхшээлүүд нь багаж хэрэгслийг бие даан сонгох, гурван хэмжээст объект эсвэл үзэгдлийг загварчлах алгоритмыг багтаадаг. Энэ төрлийн даалгавруудыг гүйцэтгэхдээ оюутан олж авсан мэдлэгээ практикт бие даан ашиглах чадварыг хөгжүүлдэг бөгөөд үүний зэрэгцээ эдгээр даалгаврууд нь зөн совин, сэтгэлгээний уян хатан байдлыг хөгжүүлж, бие даасан байдлыг нэмэгдүүлдэг.
Гурав дахь төрлийн даалгавар бол даалгаврууд юм өндөр түвшинхүндрэлүүд. Тэдгээрийг гүйцэтгэх явцад даалгаврыг гүйцэтгэх хэд хэдэн сонголтыг авч үзэх шаардлагатай бөгөөд нэлээд өргөн хүрээг хамарсан харааны хүрээг хангах шаардлагатай байв. Гурав дахь төрлийн даалгаврууд нь өвөрмөц байдал, сэтгэлгээний уян хатан байдал, орон зайн төсөөлөл гэх мэт чадварыг хөгжүүлэх зорилготой байсан. Даалгаврууд нь загварчлалын аргыг хайхад хувьсах, бие даасан байдлыг шаарддаг.
Компьютерийн технологийг сургалтын үйл явцад нэвтрүүлэх нь өнөөдөр үр ашгийг нэмэгдүүлэх хамгийн чухал нөөцүүдийн нэг юм боловсролын үйл явцболон оюутнуудын бие даан боловсрол олгох. Уламжлалт сургалт, арга зүйн цогцолборуудтай харьцуулахад компьютерт суурилсан сургалтын цогцолборууд нь хэд хэдэн давуу талтай, тухайлбал: сургалтын хичээлийн мультимедиа болон гипертекст зохион байгуулалт; онолын материалын агуулгын илүүдэл ба хэлбэлзэл; янз бүрийн төрлийн мэдээллийн ойлголтыг ашиглах боломжийг олгодог мультимедиа объектуудыг ашиглах; өндөр түвшний харилцан үйлчлэл. Компьютерийн технологи нь сургалтын хэрэглэгдэхүүн болсон сургалтын үйл явцад мультимедиа технологи, тухайлбал: хөдөлгөөнт дүрс, дуу авиа, хөгжим, төрөл бүрийн компьютер график, гипертекст; түүнчлэн олон хувилбарт практик даалгавар, янз бүрийн түвшний нарийн төвөгтэй байдал.
