CC BY
7чСШВЖШВ
А.Г. КРЫЛОВ
ОРГАНИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ
A.G. KRYLOV
НА ФОНЕ СЛОЖНОЙ ОПЕРАТИВНОМ
ОБСТАНОВКИ
AGAINST THE BACKGROUND OF A DIFFICULT OPERATIONAL SITUATION
РАЗРАБОТКА И ПРОВЕДЕНИЕ ЗАНЯТИЙ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ
DEVELOPING AND CONDUCTING TRAINING IN THE SPECIALTY BASED ON PARAMETRIC ALGORITHMS
Сведения об авторе. Крылов Алексей Геннадьевич - старший преподаватель кафедры эксплуатации кораблей (и обеспечения технической готовности) Военного учебно-научного центра ВМФ «Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова», кандидат технических наук (г. Санкт-Петербург).
Аннотация. В статье рассматриваются особенности разработки и проведения учебных военных игр по специальности на основе параметрических алгоритмов. Статья адресована педагогам, ответственным за разработку и проведение учебных военных игр.
Ключевые слова: учебная военная игра, автоматизированный параметрический алгоритм, табличный процессор.
Information about the author. Alexey Krylov - senior lector at the Department Ship operation (and technical readiness) of the Military Education-and-Research center Naval Academy named after «Admiral of the Fleet of the Soviet Unione N.G. Kuznetsov», Candidate of Technical Sciences ( St. Petersburg ).
Summary. The article discusses the features of the development and conduct of training war games in the specialty based on parametric algorithms. The article is addressed to teachers responsible for the development and conduct of training military games.
Keywords: military training games, automatic parametric algorithms, table processor.
Военные (военно-специальные) игры (далее - игры) являются высшей организационной формой проведения практических учебных занятий для слушателей ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н. Г. Кузнецова». Для их проведения необходимо подготовить исходные данные. Объем их для игры существенно зависит от ее масштаба и комплексности. Комплексные военные игры подразумевают розыгрыш нескольких игр по единому замыслу и плану. В ходе игры необходимо предусмотреть возможность реализации нетривиальных учебных эпизодов,
а также сохранить напряженность между разными игровыми ролями (должностями) и последовательно проводящими играми. Состав исходных данных приходится периодически менять. Это связано с изменением требований к играм (например, различный оперативно-тактический фон для разных групп и т.п.) или уходом от шаблонных вариантов решений, разработанных предыдущими исполнителями. Повторяемость (копируемость) результатов особенно возрастает с применением электронно-вычислительной техники (ЭВТ) на каждом этапе игр. Применение ЭВТ при проведении
игр, при том же количестве времени, отводимом на игру, требует увеличения количества или качества отрабатываемых игровых эпизодов. Это дополнительно увеличивает объем предварительно подготовленных исходных данных. Все вышеназванные требования существенно усложняют разработку военных игр.
Возможны два подхода к решению данной задачи: эмпирический и расчетный.
Наиболее часто прибегают к эмпирическому варианту решения, когда разработка военной игры осуществляется в несколько этапов. В этом случае корректируют
НОЯБРЬ - ДЕКАБРЬ 2019 № 6 (21)
ОРГАНИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ
! I
ХЁШШ
Ж
1
исходные данные на основе результатов предыдущих розыгрышей, количество которых зависит от масштаба и сложности игры, а также опыта педагога. Результативность данного подхода существенно снижается при частом изменении исходных данных. Таким образом, этот подход требует наличия у разработчика игры большого и разностороннего опыта.
Более надежным вариантом решения задачи является расчетный. Данный вариант решения, как правило, требует проведения множества итераций выполнения всего комплекса расчетов, которые должен выполнить разработчик игры самостоятельно. Снизить трудоемкость работ возможно за счет применения автоматизированных алгоритмов, содержащих в своей основе аналитическое решение, т.е. решение в общем виде. Другими словами, конечное решение игры должно быть выражено через параметры и математические выражения над ними. Это позволяет варьировать параметрами и получать решение без изменения структуры алгоритма, что значительно экономит время при расчете множества вариантов решения задачи, в том числе, при изменении количества исходных данных. Однако трудоемкость и сложность создания первичного автоматизированного параметрического алгоритма существенно больше, чем создание одиночного варианта расчета игры, так как должны предусматриваться ее многовариантность решения и возможность автоматического масштабирования размерности задачи без существенных ручных операций. Подобный механизм не используется в полном объеме ни в одной из имеющихся на кафедре автоматизированных систем (АСУ ТОК «Юпитер», «Альтаир»), поэтому его можно реализовать самостоятельно, например, на базе общего программного обеспечения, доступного как для слушателя кафедры, так и для офицера органов управления.
Так как множество отчетных документов ВМФ разрабатывается на основе табличного процессора Microsoft Excel, то и разработка автоматизированного параметрического алгоритма решения военной игры осуществлена на его базе.
При разработке автоматизированного параметрического алгоритма были применены типовые функции табличного процессора Microsoft Excel, что позволяет при необходимости (например, планомерный переход на отечественное программное обеспечение (ПО) осуществить реализацию или конвертацию алгоритма в другой табличный процессор. В связи с ограничением на использование в Российском ПО программирования на Visual Basic for Application (VBA) его возможности не применялись.
Особенностью предлагаемого алгоритма являются модульность, гибкость и независимость от значений исходных данных. Это достигается путем использования типовых конструкций формул, вставкой в них логических операторов (и, или, не и т.п.) и параметров, а не их значений (констант).
Предлагаемый алгоритм можно использовать как на этапе разработки игры (формирование корректных исходных данных), так и в процессе ее проведения.
Так как в качестве разработки параметрического алгоритма выбран табличный процессор, то запись его алгоритма представляет собой ячеисто-формализованную структуру. При этом часть данной структуры может быть однозначно типизирована (представление исходных данных на игру), а вторая существенно зависит от темы занятия (отчетные формы и пояснительные записки).
Ввиду многовариантности исходов игр, в структуре формул алгоритма используются:
- логические операторы, например: И, ИЛИ, НЕ;
- логические выражения, например: ЕСЛИ, ТО, ИНАЧЕ;
- операции над множествами (векторами, массивами), например: ВПР и т.п.
Рассмотрим более подробно структуру некоторых параметрических алгоритмов.
Первая группа будет включать параметрические алгоритмы, основанные на именованных диапазонах.
Вторая группа будет включать параметрические алгоритмы обработки строковых переменных.
Третья группа будет включать параметрические алгоритмы обработки 2-мерных массивов данных.
Четвертая группа - все остальные алгоритмы.
Представленная структура параметрических алгоритмов достаточно условная и, в первую очередь, связана с принципиальным механизмом алгоритма.
В статье рассмотрены только ключевые элементы автоматизированного параметрического алгоритма на примере военно-специальной игры (ВСИ) № 4 по профилю подготовки «Управление электромеханическим обеспечением сил флота».
Именованный диапазон - альтернативный способ ссылки на диапазоны ячеек и является основой задания параметров. Использование именованных диапазонов позволяет сделать запись формул более компактной и лаконичной, но требует от пользователя уверенных навыков работы с табличным процессором. Данный прием не является простой альтернативой привычной адресации ячеек, а расширяет функционал различных приемов обработки данных. Например, позволяет создавать списки проверки на основе данных, лежащих на другом листе или другой рабочей книге, в том числе закрытой в момент обращения к ней. Кроме того, списки проверки снижают вероятность неправильного ввода данных операторов и делают работу вычислительных алгоритмов более гибкой. На основе именованных диапазонов целесообразно формировать перечень исходных данных, что позволяет осуществить
НОЯБРЬ - ДЕКАБРЬ 2019 №6(21)
Г ail)
чСШВЖШО
ОРГАНИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ
I .. „. nil -■■■! I ~
lit lJbiiffii
lliliii
¡sssiisEBirelsiiiiijsisisii^^
Рис. График работ за год и июль-месяц
автоматическую замену корректируемых, удаляемых или вновь вносимых данных, а также титульный лист пояснительной записки, где будут вводиться (выбираться) искомые данные, принятые для заданного варианта расчета. Применение именованных диапазонов при создании исходных данных позволяет создать прообраз реляционной базы данных, не прибегая к специализированным программам, в которых их создают. Применение именованных диапазонов позволяет производить отображение различной информации на одном и том же графике, что экономит рабочее пространство рабочего листа. Например, позволяет вывести график работ за год и требуемый месяц (см.рис.).
Реализовать это возможно с помощью динамически изменяющегося именованного диапазона. Например, так будет выглядеть формула, задающая статический именованный диапазон- «СР П!$Б$3:$Б$368 », атак динамический - « =СМЕЩ(СР-П!$Б$3; Х0;0; ДХ;1)». Применение графиков позволяет существенно упростить поиск проблемных игровых мест или, наоборот, облегчит создание проблем в заданном интервале времени. Например, из рисунка видно, что при постановке некоторых кораблей на судоремонтное предприятие (СРП) ВМФ в разные периоды года будет превышена мощность предприятия, это приведет, скорее всего, к срыву срока окончания ремонта. Соответствен-
но, варьируя параметрами (мощностью СРП, трудоемкостью или сроками ремонта и т.п.), слушатель должен найти удовлетворительный вариант решения.
Обработка строковых переменных позволяет параметризировать заполнение отчетных форм, будь то заголовочные подписи или реквизитные данные (утверждаю, дата, год, флот и т.п.). Наиболее часто для этого достаточно использовать конкатенацию параметров, в том числе строковых или численных (статических или динамических). Для этого используются служебный символ «&» или функция «СЦЕПИТЬ». Например, в заголовке документа «="Годовая производственная программа "&Название_СРП&" на "&год_планирования&" год"» или
дате подписи документа « ="«__»
____"&год_текущий&" г."».
Данные приемы позволяют также снизить или полностью исключить ошибку оператора.
В большинстве случаев исходные данные для игр представляют собой списки или таблицы (одно- или 2-мерные массивы). Их обработку достаточно легко автоматизировать с помощью специальных функций табличного процессора, например, «ВПР» или «ГПР», отличающиеся вертикальным или горизонтальным механизмом поиска данных в массиве. С помощью данных функций можно строить различные списки (планы) и осуществлять расчет или подбор параметров,
соответствующих условиям игры. Например, используя данное выражение « =ВПР(Выписка! В9; Сост-Ф!$В$2:$С$24;2; ЛОЖЬ)», можно автоматизировать поиск в импровизированной базе данных № проекта корабля. В качестве составного параметра в данных функциях вместо статического значения требуется использовать динамически вычисляемый параметр, например, с использованием функции «НАИМЕНЬШИЙ (массив, к)».
В последнюю группу, наиболее обширную, отнесены другие типовые функции обработки данных, от простейших («СУММ», «СРЗНАЧ» и т.п.) до сложных («МУМНОЖ», «КВАДОТКЛ», «МОБР» и т.п.). Из них хочется привести функцию, позволяющую масштабировать списки объектов в зависимости от доступного их количества, не отображая информацию, если какие-либо данные отсутствуют. Например,« =ЕСЛИ
(Е3="";""; ВПР(СЗ; Сост-Ф!$В$2:$Б$24;2; ЛОЖЬ))». Данная функция будет искать «№ проекта корабля» только, если заполнена информация в ячейке «ЕЗ». Если использовать только функцию «ВПР», то при отсутствии данных будет отображаться информация об ошибке, например, в таком виде - « #НД ». Это делает трудночитаемым отчетный документ и требует от пользователя удаления формул или применения других маскирующих действий. Таким образом, достичь снижения трудоемкости практически не удается.
Вывод. Формирование максимально полного параметрического алгоритма на ВСИ позволяет разработчику игры максимально снизить трудоемкость работ, связанных с генерацией новых исходных данных и их корректурой, связанной с усложнением или упрощением игровой обстановки. V
ЛИТЕРАТУРА
1. Холи P. Excel. Трюки.- СПб: Питер, 2005.287 с.
НОЯБРЬ - ДЕКАБРЬ 2019 № 6 (21)
