CC BY
33
Найти решение или сумму решений, если существует не одно решение\\
д/х + @1 = х-1
/$@2$\\
\endJdocument}
Предложенная в статье компьютерная система позволяет автоматизировать процесс подготовки вариантов контрольных работ по различным темам высшей математики и другим дисциплинам и обладает следующими положительными особенностями:
- к каждому подготовленному комплекту вариантов прилагаются ответы задач, наличие которых существенно облегчает процесс проверки результатов проведенных контрольных работ;
- благодаря использованию известной издательской системы La.Tex можно
а)готовить варианты контрольных работ в правильной математической форме,
б) набирать тексты задач в любом текстовом редакторе ОС Windows,
в) манипулировать с набранными текстами в соответствии с пожеланиями программиста.
Кроме того, созданная программа достаточно проста в использовании.
Литература
1. Карнаухов В.М. Пакет прикладных программ для преподавания математики // Функциональные пространства. Дифференциальные операторы. Проблемы математического образования: тез. докл. Междунар. конф., посвящ. 75-летию чл.-корр. РАН, проф. Л.Д. Кудрявцева. М.: РУДН, 1998. С. 211.
2. Карнаухов В.М. Компьютерная программа для подготовки раздаточного материала K-Commander // Вопросы повышения качества образования в области природообустройства и водопользования: сб. матер. 4-й межвуз. науч.-методич. и на-уч.-технич. конф. М.: МГУП, 2002.
3. Карнаухов В.М., Денисова О.И. Генератор контрольных работ на основе программируемого редактора LaTex // Новые технологии в аграрном образовании: 4-я Междунар. конф. М.: МГУП, 2003.
4. Карнаухов В.М. Использование редактора LaTex для создания генератора контрольных работ // Информатика и образование. 2008. № 11. С. 114-116.
УДК 004.85, 629.113.004
КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНКЦИЙ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ В ОБЛАСТИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
Д. В. Бутенко, к. т. н.; К. Н. Богучаров; М.М. Байбаков (Волгоградский, государственный технический университет, gindenburg@mail.ru, baibakov@inbox.ru)
В современной системе образования при создании методических пособий по диагностике узлов автомобилей предпочтение отдается компьютерным обучающим системам. Большинство этих систем является электронным вариантом изложения текстового теоретического материала. Такие продукты имеют ограниченные функциональные возможности. Использование 30-моделей агрегатов, алгоритма в виде блок-схемы в процессе обучения предполагает улучшение восприятия и понимания объекта изучения, а также повышает активность обучаемого.
Ключевые слова: обучающая система, алгоритм ремонта автомобиля, модель узла автомобиля.
Разработка обучающих систем приобретает все большую актуальность. В современной системе образования при создании методических пособий предпочтение отдается компьютерным обучающим системам, являющимся эффективным средством обучения.
Была поставлена задача разработки модели обучающей системы и для такого направления, как автомобильный транспорт. Эта модель должна быть ориентирована на получение человеком знаний об устройстве автомобиля и о диагностике деталей, узлов транспорта. Для ее разработки рассматривались модели уже существующих обучающих систем и систем, направленных на диагностику автомобиля и его ремонт.
Для оценки функциональной структуры проведен обзор аналогов систем. Как ключевые были
выбраны системы «Мастера России: учимся ремонтировать автомобиль», «Устройство автомобиля ВАЗ 2114» и «Практикум автомеханика по ремонту автомобилей». Большинство таких систем является электронным вариантом текстового теоретического материала, поэтому они имеют ограниченные функциональные возможности и не позволяют интенсифицировать освоение учебного материала об устройстве узлов, систем автомобиля и принципах их работы, возможностях диагностики и ремонта узлов, что в конечном итоге сводит к минимуму эффективность разработанной обучающей системы.
На основе обзора аналогов и прототипов моделей систем была выявлена общая функциональная схема обучающих систем для предметной области автомобильный транспорт. В состав функ-
циональной структуры вошли подсистемы: «Список агрегатов», «Вывод учебной информации об агрегате», «Вывод изображения агрегата», «Прохождение теста» и «Практикум».
Взаимосвязь этих элементов показана на рисунке 1.
Рис. 1. Функциональная схема систем, направленных на обучение человека устройству автомобиля и диагностику узлов, систем транспорта
Для интенсификации процесса обучения при помощи компьютерных систем обучения, диагностики и ремонта агрегатов автомобиля, по мнению авторов, описанная функциональная структура нуждается в дополнении интерфейсными и интеллектуальными функциями. Для ее усовершенствования необходимо добавить элементы, позволяющие использовать 3.0-модели агрегатов с возможностью их интерактивного использования в процессе обучения, алгоритмизировать процесс диагностики и ремонта агрегатов на внутреннем формальном языке для оперирования 3.0-мо-делями в рамках установленного алгоритма, дополнять и редактировать алгоритм ремонта и диагностики агрегатов в специальном режиме, осуществлять видеопротоколирование учебного процесса в рамках работы с алгоритмом определенного узла автомобиля, использовать функции, повышающие креативность обучения на основе методов инженерного творчества.
Функциональная схема автоматизированной системы, реализующей перечисленные требования, изображена на рисунке 2.
На этой основе сформулированы требования к проектированию автоматизированной системы, которая позволит эффективно изучать теоретиче-
Рис. 2. Функциональная схема систем с учетом предъявляемых требований
ский материал, выполнять учебные задания и решать исследовательские задачи с проведением учебных экспериментов над трехмерными моделями узла или деталями автомобиля. Использование такой системы предполагает повышение активности обучаемого и связано с более сложным процессом компьютерного обучения. Разработка ее улучшит восприятие и понимание объекта изучения. В результате декомпозиции целей были выделены следующие задачи, которые должна решать система: создание и редактирование списка агрегатов автомобиля, отображение учебной информации об агрегате автомобиля, отображение трехмерной модели агрегата автомобиля, отображение алгоритма работы агрегата автомобиля, видеопротоколирование работы пользователя, тестирование знаний пользователя.
Применение в учебном процессе подобной обучающей системы позволит активно влиять на характер и организацию учебного процесса, стимулировать самостоятельную работу обучаемого. Кроме того, это значительно снизит стоимость подготовки специалистов за счет сокращения материальной базы, поскольку даст возможность моделировать разнообразные реальные процессы, а также различные нештатные ситуации при помощи современных компьютерных технологий, когда их воспроизводство в реальности сложно, а иногда и невозможно. Система контроля знаний позволит преподавателям в полной мере управ-
лять процессом обучения, когда обучаемый находится во временных и сценарных ограничениях.
Литература
1. Бутенко Д.В. Системологическое представление технической системы // Концептуальное проектирование в обра-
зовании, технике и технологии: межвуз. сб. тр. Волгоград: ВолгГТУ, 1997.
2. Бутенко Д.В. Методологические основы построения линий развития технических систем // Информационные науки в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе: матер. 32-й Международ. конф. и дискусс. науч. клуба. Крым: Открытое образование, 2010. С. 288-289.
УДК 656.7
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРКА ВОЗДУШНЫХ СУДОВ МЕТОДОМ ЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
(Работа выполнена при поддержке Государственного контракта № П295 федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»)
А.Д. Припадчев, к. т. н. (Оренбургский государственный университет, Аэрокосмический, институт, aleksejj-pripadchev@rambler.ru)
В статье обоснован и сформулирован метод определения потребного типа воздушного судна для конкретного маршрута из имеющегося множества при моделировании структуры парка воздушных судов. Метод основан на разработанном алгоритме с применением линейного программирования, а именно симплекс-метода.
Ключевые слова: воздушное судно, параметрический ряд, линейное программирование, симплекс-метод, экономическая эффективность.
В настоящее время авиапредприятия остро нуждаются в современных воздушных судах (ВС). Устаревший парк и новые требования к летно-техническим характеристикам являются основанием для моделирования структуры потребного парка ВС с использованием методов системного анализа и исследования операций [1].
Задача заключается в том, чтобы определить потребное количество ВС, обеспечивающих выполнение объемов пассажирских перевозок в установленные сроки, а также экономически выгодный тип ВС для каждого маршрута. Решение ее даст ответ на вопросы: какой тип ВС экономически эффективен на конкретном маршруте в процессе пассажирских перевозок (под ним понимается транспортировка пассажиров, выполняемая авиапредприятием на ВС за установленную плату в соответствии с условиями договора), а также сколько необходимо ВС для перевозки пассажиров на конкретном маршруте.
Сущность и особенность предлагаемого метода определения структуры потребного парка ВС на основе критерия производственных расходов ВС заключаются в следующем.
Методологическая и программная реализация модели - это определение потребной структуры парка ВС при перевозке из определенного пункта А пассажиров по п маршрутам. Целевой функцией является сумма производственных расходов на все рейсы для всех маршрутов при сохранении (увеличении) показателя дохода и при выполнении системы ограничений-равенств. Получаем задачу линейного программирования, которую решаем симплекс-методом. Переменными являются п -
количество маршрутов и т - тип ВС. Ограничениями выступает система ограничений-равенств для всех маршрутов.
Данная задача решается симплекс-методом, так как легко описывается линейной моделью и однозначно выполняется для минимизации целевой функции. Можно решить ее и стохастически, если имеются данные об изменении производственных расходов за неделю, месяц, квартал, год, однако эта информация является коммерческой тайной авиапредприятия.
Решение задачи линейного программирования симплекс-методом носит итерационный характер. Для его методологического построения математическая модель структуры парка ВС представляется в стандартной форме линейных оптимизационных моделей, при этом все ограничения записываются в виде равенства с неотрицательной правой частью, значения всех переменных модели неотрицательны, целевая функция подлежит минимизации.
В процессе построения математической модели необходимо четко представлять следующее:
- для определения каких величин она строится;
- какие ограничения должны быть наложены на переменные, чтобы выполнялись условия, характерные для моделирующего процесса пассажирских перевозок;
- в чем цель выбора из всех допустимых значений переменных тех, которые будут соответствовать оптимальному решению задачи.
Трудность построения математической модели заключается в идентификации переменных и
