Актуалността на използването на виртуална лабораторна работа за дисциплината „Основи на компютъра

Заглавие: Технически науки

Библиографско описание:

Виртуалните лабораторни работи осигуряват максимална видимост, точност на съвпадение на модела на реално оборудване за провеждане на експерименти. Тази статия разглежда значението на създаването на виртуални лабораторни разработки за дисциплината „Основи на компютърното моделиране“.

Ключови думи: симулация, виртуална лабораторна работа, система за опашки, канал, билет, анимация, поток от приложения, обработка, опашка, проста система

За ефективно управление на която и да е система е необходимо да се проучи и опише, тоест да се изгради всъщност нейният модел. Наблюденията, експериментите и други инструменти за изследване ви позволяват да събирате най-разнородните данни за системата, да натрупвате статистическа информация. Статистическите методи за системен анализ ви позволяват да идентифицирате зависимости между отделните фактори и тяхното окончателно въздействие върху системата.

Компютърната симулация е един от алтернативните методи за изучаване на система. Моделирането се свежда до изграждане на модел на обект, който е служил като заместител на оригинала и ни позволява да възприемем свойствата и характеристиките, които ни интересуват. Обикновено моделът представлява опростено възприемане на реална система с много ограничения. Необходимо е да се въведат тези ограничения, тъй като реалните процеси, протичащи в природата и обществото, са толкова сложни и свързани с толкова много фактори на околната среда, че изграждането на цялостен модел е невъзможна задача. Независимо от това методът на моделиране е универсален метод и с негова помощ е възможно да се изследват всякакви системи [1].

Първият и основен етап от компютърното моделиране - действителната конструкция на модела - много често разчита на някои налични изходни данни.Използвани са широко изчислителни методи за обработка на данни: интерполация, апроксимация и др.

Основната задача за моделиране на различни видове процеси и системи с цел изучаване на обекти, прогнозиране на тяхното поведение или търсене на най-добрите работни условия се свежда до изчисляване на анализираните показатели с помощта на математически модел за определени стойности (или функции) на входа количества. В този случай от голямо значение са изчислителните алгоритми, с помощта на които е възможно да се получи решение на конкретна математическа задача при моделирането.

Един от важните раздели на компютърното моделиране е системата за опашки (QS) - система, която обслужва входящите заявки (заявки). Изискванията за обслужване в QS се изпълняват от сервизни устройства (канали). Класическата CMO съдържа от едно до безкраен брой устройства. В зависимост от наличността на възможността за изчакване на входящите изисквания за началото на услугата, QS се разделят на следните системи:

Системи с повреди. В такива системи заявка, пристигаща в момент, когато всички канали са заети, получава „отказ“, напуска QS и не участва в по-нататъшния процес на обслужване.
Системи за изчакване (с опашка). В такива системи искът, пристигащ в момент, когато всички канали са заети, се извива на опашки и чака, докато някой от каналите стане свободен. Веднага след като каналът е свободен, едно от приложенията в опашката се приема за услуга [2].

Целта на лабораторната работа по дисциплината „Основи на компютърното моделиране" е да се симулира работата на системата, посочена във варианта на задачата. Предлага се процесите, протичащи в системата, да се разглеждат като вероятностни. В този случай използването на аналитичен метод, който се свежда до установяване на връзката между посочените условия и резултата от операцията. Решаването на този проблем се оказва доста трудно. По-целесъобразно и по-евтино е да се използва в този случай методът на симулация.

Същността на симулацията е, че се изпълнява игра - симулация на произволен процес, използвайки някаква процедура, която дава произволен резултат. В резултат на ралито се получава едно изпълнение на случаен феномен. Голям брой тиражи позволяват да се натрупват статистически материали - много реализации на случаен феномен, които могат да бъдат обработени чрез конвенционални методи на математическа статистика. По този начин, в резултат на лабораторна работа е необходимо да се изгради симулационен модел на работата на системата, който да представя ясно и надеждно всички данни, изисквани от условието [3].

Някои етапи от изграждането на симулационен модел за QS, описани в лабораторни упражнения, са трудни за представяне от учениците. За да се подобри разбирането за работата на QS, е необходимо да се създадат виртуални лабораторни работи.

Виртуалната лабораторна работа е информационна система, която интерактивно симулира реален технически обект и неговите основни свойства за изучаване с помощта на инструменти за компютърна визуализация [4].

Уместността на проекта се състои в използването на най-новите информационни технологии (съвременни компютърни технологии) в различни видове обучителни сесии, тъй като виртуалната лабораторна работа, чието развитие е възможно въз основа на предложените програми, ви позволява да промените провеждане на лабораторни занятия на физически лабораторни щандове чрез тяхното провеждане в компютърни класове. Това, което е особено важно в системата за дистанционно обучение, както и в системата за бакалавърска степен, при която часовете за самостоятелна работа на студента са значително увеличени, което значително ще намали цената на лабораториите поради използването на виртуални устройства [5, стр. 523-530].