CC BY
105
0ркениеттiц вркендеу жагдайында курылыстыц барлык багыттарында инновациялык эдютермен технологияны ендiру щжеттт туындайды. Орсыз технологиялар курылыстыц «аспъщ» тэсШне жэне инженерлж жуйелер мен коммуницацияныц цайта жацгаруына тиiмдi альтернатива болып табылады.
Бiракl бул технологияларулкен жетютжтерге ие болгандыцтан, олардыц крлданылуы жогары дэрежелi каут щтердщ жагдайында мумкт емес.
Астана каласындагы суык экстремалды жагдайында орсыз технологиялардыц колдану тэжiрибесi кврсеткендей, мумкт болатын катердi сараптаудан жэне жумыс процесст жоспарлаудан кейт мундай жумыстарды катал климат жагдайында да жург1зуге болады.
В условиях стремительного развития цивилизации, особо остро встает вопрос о необходимости внедрения инновационных методов и технологий во всех направлениях строительства. Бестраншейные технологии представляют собой выгодную альтернативу традиционному «открытому» способу строительства и восстановления инженерных сетей и коммуникаций. Хотя данные технологии имеют многие преимущества, их использование может быть нецелесообразным в ситуациях с высокой степенью риска.
Опыт использования бестраншейных технологий в условиях экстремального холода г. Астаны показывает, что только после тщательного анализа возможный: рисков и надлежащего планирования рабочего процесса становится возможным вести работы даже в таких суровых условиях.
УДК 004.94
Б.Т. Абдрахманов
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ИНФОРМАТИКЕ
В этой статье автор дает справку компьютерному понятию модели на курсе информатики. Применять прикладные программы, говорится о компьютерных способах модели.
Компьютерное моделирование является, пожалуй, самым важным направлением курса информационных технологий. Процесс пректирования склада данных по сети вселенной постоянно происходит и абсолютно непрерывен. Ведь все существующие в природе явления, в какой - то мере зависимы друг от друга и имеют своё чисто математическое объяснение. Наглядную последовательность любых реальных событий можно проиллюстрировать с помощью каких-либо числовых последовательностей, функций одной или нескольких переменных, дифференциальных уравне-
21
ний. Эти математически описанные процессы в свою очередь имеют соответствующие компьютерные модели. Математически сформулированную задачу можно смоделировать на языке программирования высокого уровня. К ним относятся, например PASCAL, BASIC, FORTRAN, C и др. Таким образом, создаётся алгоритм решения задачи с реализацией на ЭВМ. Например, в высших учебных заведениях изучаются приближённые вычисления, называемые итерационными методами. Если известен словесный или записанный в виде блок - схемы алгоритм, то этого достаточно, чтобы создать механическим образом программу на языке высокого уровня. Приближённым вычислениям на языке TURBO PASCAL преподаватель Санкт-Петербургского государственного университета С.А. Немнюгин посвятил целую главу (см [1]). Даются полные теоретические сведения, нет необходимости в знаниях по дисциплинам: «Методы вычислений» или «Численные методы». Но в любом случае вначале строится математическое описание задачи, а затем компьютерная модель на языке программирования. Безусловно, для того чтобы понять искусство программирования надо начинать с языка PASCAL. Здесь помимо основ алгоритмизации решаются некоторые задачи элементов системного программирования, программируется звук, даются основы объектно-ориентированного программирования (см [1]). На основе TURBO PASCAL построена его продвинутая версия OBJECT PASCAL, являющийся главным инструментом визуальной среды программирования DELPHI.
Но базовым алгоритмическим языком является BASIC. При программировании в нём с действительными числами можно работать как с одномерными и двумерными массивами. То есть любые вещественные числа, мы можем записать в виде массивов. Покажем код простой программы для целого числа.
PRINT «Введите последнее целое число» INPUT N FOR I=1 TO N A (I) =I: NEXT I
На языке BASIC с числовыми, строковыми переменными, записанными в виде массивов работать очень интересно и намного проще. Творческий подход при создании программ требует больших усилий, так как процесс является очень трудоёмким. QUICK BASIC после набора каждой строки показывает синтаксическую ошибку. Компилятор TURBO PASCAL покажет ошибку в конце решения задачи, но зато в отличие от интерпретатора QUICK BASIC даёт решение ощутимо быстрее. Как и в PASCAL на BASIC можно строить графики. Также изучается компью-
22
терное моделирование физических процессов в визуальной среде программирования VISUAL BASIC.
В курсе информатики основу обязательного изучения студентами первого курса, составляют следующие программы MS WORD, MS EXCEL, MS ACCESS. Они входят в прикладной пакет MS OFFICE. На основе этого на практических и лабораторных занятиях изучаются моделирование в среде текстового редактора, моделирование в электронных таблицах, моделирование в базах данных.
Прикладное программирование для вычислений в экономике и инженерной деятельности реализуется с помощью программы VISUAL FORTRAN. На сегодня же популярны такие программные средства математических расчётов как MATHCAD, MATLAB, MATHEMATICS. У них мощные графические возможности и они проще и удобнее, чем при использовании алгоритмических языков.
Например, сглаживание данных, полученных генератором случайных чисел в пакете MATHCAD наглядно видно из рисунка.
Задание векторов X и Y данных-100 случайных чисел
i:» 1. Е00 ¿its, т*Т) Xj »i Y,
Формирование вектора стаженчьк данных smu i;
n « diti) TI - IUI j^iLi - sujiiitlC'Ctiy ,
Построение графика исходных и еглзкенньк данных .-пя-i
MAГLAB также имеет богатые возможности графического представления информации. Она позволяет строить двухмерные и трёхмерные графики функций, заданных в аналитическом виде, в виде векторов и матриц; даёт возможность построения множества функций на одном графике; позволяет представлять графики разными цветами, типами точек и линий и в различных системах координат. Система способна строить диаграммы, гистограммы и графики специальных функций. Студенты высших учебных заведений ограничиваются моделированием двухмерной и трёхмерной графики универсаль-
23
ных математических функций. Код программы в MATLAB для построения графика функции y = 2x + 3 * x -1 весьма прост:
> x = 0 : 0.2: 4.0;
> y = 2. Л x + 3 * x - 1;
> plot (x, y)
Каждая из математических программ имеет профессиональный уровень и свои неповторимые особенности. Их можно использовать при компьютерном изучении физико-математических дисциплин. Компьютерное моделирование физических процессов в средах MATHCAD, MATLAB, MATHEMATICS подтверждает это. Но замечательным применением MATLAB программы является имитационное моделирование сложных экономических систем. Имитационное моделирование является частью математического моделирования. А любая математическая модель реализуется на ЭВМ с использованием новых информационных технологий.
К одному из важных разделов информатики относится компьютерная графика. Отсюда выходит моделирование в среде графического редактора. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую, векторную и фрактальную. Отдельным предметом считается трёхмерная (3D) графика, изучающая приёмы и методы построения объёмных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Чаще всего при введении в компьютерную графику используются такие распространённые программы, как Adobe Photoshop, CorelDraw, AutoCAD. Можно применить и язык программирования, если, к примеру, создать элективный курс под названием «Компьютерная графика на VISUAL BASIC». Компьютерная графика служит всего лишь инструментом. Но её структура и методы основаны на передовых достижениях фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, статистики, программирования и множества других. Это замечание справедливо как для программных, так и для аппаратных средств создания и обработки изображений на компьютере. Поэтому компьютерная графика является одной из наиболее бурно развивающихся отраслей информатики и во многих случаях тянет за собой всю компьютерную индустрию.
На основе вышесказанного следует отметить, что не обязательно компьютерное моделирование выделять в конкретную дисциплину. Компьютерное моделирование - направление в современной науке, которое осваивается студентами компьютерных наук на протяжении всего обучения в вузе. 24
И достаточно понять, что она описывает на ЭВМ математическую или виртуальную модель какого-то процесса. Это обычный или усложнённый алгоритм, реализованный с применением современных информационных технологий, т.е. различных пакетов прикладных программ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Немнюгин, С. А. TURBO PASCAL. - СПб : Издательство «Питер», 2001. - 496 с.: ил.
2 Ашманов, С. А. Линейное программирование. - М. : Наука, 1981.
3 Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под. ред. Симоновича. - СПб. : Питер, 2005. - 640 с.: ил.
4 Акулич, И. Л. Математическое программирование в примерах и задачах. - М. : Высш.шк., 1986. - 319 с.
5 «V Торайгыров окулары» атты хальщаральщ гылыми - теэрияльщ конференция материалдары - Павлодар : С. Торажыров атындаты ПМУ, 2012. - 360 б.
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар. Материал поступил в редакцию 04.09.12
Б.Т. Абдрахманов
Информатикада^ы компьютерлж модельдеу
B.T. Abdrakhmanov
Computer modeling in informatics
Бул мацалада автор информатика курсындагы компьютерлк моделдеу угымына аныцтама бередi. Цолданбалы багдарламалардыц цолдануымен салыстырма талдауда компьютерлкмоделдеу эдiстерi туралы айтылады.
In this article the author gives wording of notion of computer modeling in course of informatics. In benchmark analysis it is told about methods of computer modeling with use of the different packages of applied programs.
25
