CC BY
20ской информации, обеспечивает графическое представление состояния космического аппарата, предоставляя операторам возможность структурирования этого представления в зависимости от состава систем КА и логики анализа их состояния. Стоит отметить следующие функциональные характеристики данного программного обеспечения:
- глубокий многоуровневый анализ ТМИ на основе логики анализа, заданной системными специалистами, базирующийся на организации многоуровневой иерархии телеметрических моделей систем КА и системы обобщенного контроля и оценки ТМИ.
- графическое представление систем КА по результатам анализа ТМИ (формирование и отображение на мониторе персонального компьютера мнемосхемы, как результата обработки состояний первичных параметров и параметров алгоритма обобщенного контроля).
Благодаря универсальному подходу к логике обработки ТМИ и к созданию программного про-
дукта программное обеспечение графического представления телеметрической модели КА было успешно внедрено и в настоящее время эксплуатируется в ряде ЦУПов различного назначения. На практике была показана эффективность применения данного ПО и намечены направления его дальнейшего развития.
Библиографический список
1. Некрасов, М. В. Разработка концепций создания многопоточной системы обработки телеметрической информации в центрах управления полетом военного назначения / М. В. Некрасов, Д. Н. Пакман, А. Б. Вершини // Материалы научно-технической конференции молодых специалистов. Железногорск, 2008.
2. Пакман Д. Н. Предложения по развитию информационно-телеметрического обеспечения в центре управления полетом космического аппарата в части мнемонического представления / Д. Н. Пакман, М. В. Некрасов, А. Б. Вершини // Материалы научно-технической конференции молодых специалистов. Железногорск, 2008.
D. N. Pakman, A. N. Antamoshkin JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
THE SOFTWARE FOR THE GRAPHICAL REPRESENTATION OF THE SPACECRAFT TELEMETRY MODEL
The software of the mnemonic presentation of a spacecraft in the system contour of automated control KA, its dedication and basic functional characteristics are considered in the article.
© Пакман H., ArnaMomKHH A. H., 2009
УДК 519.713
К. О. Пакулин, П. К. Лопатин
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
АЛГОРИТМ ПОИСКА ПУТИ В ^МЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБЛАСТЕЙ ПРОСТРАНСТВА
Описан алгоритм поиска пути в п-мерном пространстве с известными запрещенными состояниями с использованием объединений точек пространства.
Представленный в [1] алгоритм 2 управления динамическими системами в неизвестной среде сводится к решению конечного числа задач планирования в среде с уже известными запрещенными состояниями. Возникает потребность разработки алгоритмов планирования траектории в среде с известными запрещенны-
ми состояниями, при этом целесообразно разделять пространство на области (ячейки) свободных и разрешенных точек, используя информацию об этих зонах. Для примера будем использовать трехмерное пространство, т. е. пространство размерностью 3, в котором производится поиск пути.
Информатика и информационно-управляющие системы
Описанный здесь алгоритм является модификацией алгоритма, представленного в [2].
Планирование в известной среде осуществляется в дискретизированном пространстве.
Ячейкой (рис. 1) считается множество точек дискретизированного пространства, находящихся на одной линии дискретизации, и имеющих координаты (<1ь <12, <1з, ..., 4), где у <!ь <12, ..., 4-1 одинаковые значения для всех точек одной ячейки, а 4 - различны и не содержат запрещенные точки.
Рис. 1. Расположение запрещенных, начальной и целевой точек
Соседней ячейкой называется ячейка, координаты d1, d2, ..., dn-1 которой отличаются не более, чем на единицу от соответствующих координат текущей ячейки, координата первой границы меньше или равна координате второй границы текущей ячейки (-1) и координата второй границы больше или равна координате первой границы текущей ячейки (+1). Соседняя ячейка - это ячейка, содержащая одну или более точек, смежная любым точкам текущей ячейки по координатам di, d2, ..., dn-1 или по диагонали.
Модифицированный алгоритм разделения ячеек имеет три этапа. Рассмотрим краткое описание алгоритма.
Первый этап: на каждой линии дискретизации может быть одна или более ячеек. Информация о существующих свободных областях хранится в таблице свободных областей TFR (Table of free region); i-ая строка TFR соответствует i-ой ячейке. Каждая ячейка характеризуется крайней нижней точкой и крайней верхней точкой. Пример расположения запрещенных, начальной и целевой точек (размерность d2 равна 2, d1 и d3 - 3 (см. на рис. 1)).
Второй этап: построение дерева соединений свободных областей. Корнем дерева является область, содержащая целевую конфигурацию. Узел дерева имеет как входящие, так и исходящие ветви. Корень дерева - это узел, у которого только исходящие ветви. Лист дерева - это узел, у которого только входящие ветви. Значениями узлов дерева являются номера свободных ячеек. Лист
присоединяется к узлу, если его свободная область может соединяться со свободной областью данного узла и если такого узла еще нет в дереве. Построение дерева прекращается, если листом дерева стала область, содержащая начальную конфигурацию.
Построение дерева соединений свободных областей имеет три повторяющихся этапа:
1) составить список соседних ячеек к текущей, т. е. к ячейке, область которой записана в листе. К нему пытаемся присоединить листы;
2) отсортировать список соседних ячеек по мере удаления от ячейки, которая содержит начальную конфигурацию;
3) присоединить их, т. е. добавить узел в дерево соединений, если такого узла еще нет.
На рис. 2 представлено дерево соединений для ситуации, изображенной на рис. 1.
( 2 )
3 I (41 ( 1 ) [ 5
( 6 )
Рис. 2. Дерево соединений соседних ячеек
Построение дерева заканчивается, если в дерево добавлена область, содержащая начальную точку, или если к одному из листов нельзя добавить листы. Если ячейка, содержащая начальную точку, не попала в дерево, значит невозможно пройти из ячейки, содержащей конечную точку, в ячейку, содержащую начальную точку (не существует такого пути), а следовательно, не существует пути из начальной точки в конечную.
Третий этап: на основании дерева свободных областей строим маршрут, поднимаясь от последнего листа (свободная область, содержащая начальную точку) к корню дерева.
Как было сказано выше, построение дерева прекращается, если листом дерева стала область, содержащая начальную конфигурацию.
Таблица свободных областей ТБЯ обновляется каждый раз при обнаружении новых препятствий.
Модификация алгоритма, представленного в [2], заключается в следующем:
1) исключено построение предварительных для ТБЯ таблиц;
2) сокращен этап построения дерева соединений;
3) упрощен этап построения маршрута.
Таким образом, модифицированный алгоритм проще в реализации, требует меньшего объема оперативной памяти, меньшего количества вычислений.
Библиографический список
1. Лопатин, П. К. Алгоритм 2 управления динамическими системами в неизвестной статиче-
ской среде / П. К. Лопатин // Вестник СибГАУ. Вып. 4 (11). 2006. С. 28-32.
2. Сафиуллина, Н. Ф. Управление манипуля-ционными роботами в неизвестной среде с использованием разделения областей : дис. ... магистра техники и технологий / Н. Ф. Сафиуллина. Красноярск, 2008.
K. O. Pakulin, P. K. Lopatin Siberian State Aerospace University named after academician M.F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
PATH SEARCH ALGORITHM IN AN N-DIMENSIONAL SPACE USING REGIONS OF SPACE
The article describes an algorithm for searching ways in a known n-dimensional space using the associations of points in the space.
© Пакулин К. О., Лопатин П. К., 2009
УДК 004.42
Т. В. Пермина, И. М. Семеней, М. В. Барабанова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ИНТЕРАКТИВНАЯ ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА
Рассмотрены существующие программные средства для создания обучающих систем, проанализированы их преимущества и недостатки.
Внедрение современных информационных технологий в образование позволяет изменить способы доставки учебного материала, традиционно осуществляемого во время лекций с помощью специально разработанных интерактивных обучающих систем. При этом качество усвоения теоретического материала намного выше, чем при чтении лекций.
Процесс обучения происходит на принципиально новом, более высоком уровне, так как электронные пособия дают возможность работать в наиболее приемлемом для обучаемого темпе, обеспечивают возможность многократных повторений и диалога между обучаемым и обучающим, в данном случае компьютером. Методическая сила мультимедиа состоит в том, что ученика легче заинтересовать и обучить, когда он воспринимает согласованный поток звуковых и зрительных образов, причем на него оказывается не только информационное, но и эмоциональное воздействие, при этом, как утверждают психологи, он способен запомнить 75 % материала.
Целью данной работы является разработка электронного учебного пособия, содержащего теоретическую часть для обучения студентов младших курсов по дисциплине «Организация ЭВМ и систем», а также выработка умений создания мультимедийных электронных учебных пособий, получения более глубоких навыков создания программных продуктов. Также мультимедийный учебный курс можно использовать для дистанционного обучения студентов и для упрощения изучения материала.
Для достижения цели решаются следующие задачи:
1) рассматриваются современные ситуации в процессе компьютеризации общества и конкретно процесса образования в высшей школе;
2) изучаются методики создания и требований к электронным учебным пособиям;
3) изучаются программные средства разработки мультимедийных учебных пособий;
4) рассматриваются основные условия успешного применения средств новых информационных технологий в учебном процессе.
