CC BY
41
Scientific journal
PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал
Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Шамоня В.Г., Семен'тна О.В., Друшляк М.Г. Використання середовища Proteus для в'!зуального моделювання роботи базових елементiв iнформацiйноïсистеми. Ф'зико-математична освта. 2019. Випуск 2(20). С. 160-165.
Shamonia V., Semenikhina О., Drushlyak M. Use Of The Proteus For Visual Modeling Of The Work Of The Information System Basic Elements. Physical and Mathematical Education. 2019. Issue 2(20). Р. 160-165.
DOI 10.31110/2413-1571-2019-020-2-025 УДК 378.14: 371.214.46
В.Г. Шамоня
Сумський державний педагогiчний ушверситет iменi А.С. Макаренка, Украша
[email protected] ORCID: 0000-0002-3201-4090
О.В. Семешхша
Сумський державний педагогiчний ун'верситет iменi А.С. Макаренка, Украша
[email protected] ORCID: 0000-0002-3896-8151
М.Г. Друшляк
Сумський державний педагогiчний ушверситет iменi А.С. Макаренка, Украша
[email protected] ORCID: 000-0002-9648-2248
ВИКОРИСТАННЯ СЕРЕДОВИЩА PROTEUS ДЛЯ В1ЗУАЛЬНОГО МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ БАЗОВИХ ЕЛЕМЕНТ1В ШФОРМАЦ1ЙНО1 СИСТЕМИ
АНОТАЦ1Я
Формулювання проблеми. Сучасна ун'терситетська пдготовка 1Т фахiвцiв з необх'днктю передбачае вмiння коректно використати iнформацiйнi технологи, яке часто неможливе без розум'шня теоретичних основ функцонування апаратного засобу чи iнформацiйноï системи загалом. У пдготовцi фахiвцiв галузей знань «12 lнформацiйнi технологи» та «01 Освта (014 Середня освта. 1нформатика)» вважаемо за необхiдне зосередити увагу не тiльки на боц «споживання» техшчного чи спец 'юл 'зованого програмного забезпечення, а i на боц розум 'шня логiчних, фiзичних та математичних основ його функцюнування через вiзуалiзацiю у вiртуальних лабораторiях. Метою статт'1 е висвтлення доробку автор 'ю стосовно комп'ютерноÏ в 'вуал 'зацп роботи лог'мних елемент'в iнформацiйноï системи на базi ISIS Proteus.
Матер/'али i методи. Для виконання досл'дження використано: термiнологiчний анал 'в для уточнення тезаурусу досл'дження;
анал'в спец'шл'вованих програмних засоб'в та рекомендацй науковц'в з метою обрання найбiльш ефективного для демонстрацй'роботи лог'мних елемент'ю iнформацiйноï системи; системний аналiз наукових джерел для визначення найбльш важливих напрямкiв, на яких варто зосередити увагу при формуваннi в IТ-фахiвцiв уявлень про логiчнi та фiзичнi основи функ^онування iнформацiйних систем; моделювання для вiзуалiзацiï фiзичних процес'ю.
Результати. Моделювання лог'ши фiзичних процес'ю на базi Proteus позитивно впливае на рiвень навчальних досягнень майбутшх IТ-фахiвцiв, що пдтверджено анал 'вом одержаних результатв на рiвнi значущост'10,05 за критер'ем Ст'юдента.
Висновки. Використання вiртуальних лабораторiй як засоб'в комп'ютерноÏ вiзуалiзацiï прихованих (закритих) процесв, що в'дбуваються в iнформацiйнiй системi, змщуе акценти навчання з теоретичноï та експериментально)' площин в нтелектуальну галузь детального осмислення одержаних результат'в. Для вiзуалiзацiï закритих процесв, що в'дбуваються в iнформацiйнiй системi, доцльно використовувати середовище Proteus. Виконання лабораторних робт у Proteus дозволяе продемонструвати майбутшм IТ-фахiвцям логiку роботи базових елемент 'в iнформацiйноï системи на основi побудови лог'чних функ^й обробки дв 'шкових сигнал 'в
КЛЮЧОВ1 СЛОВА: в!зуальне моделювання, логiчнi елементи iнформацiйноï системи, вiртуальна лаборатор'я, Proteus, моделювання електричних схем, пдготовка IT спец 'шлкт 'т.
ВСТУП
Постановка проблеми. Сучасна уыверситетська пщготовка з необхщнктю передбачае опанування Ыформацшних технологш для ïx використання в навчальый та майбутнш професшнш дiяльностi. Велика кшьмсть навчального часу выводиться на опанування як поширеного програмного забезпечення (текста i табличн процесори, програми опрацювання мультимедмних даних тощо), так i спецiалiзованого на окремм галузi знань. Таке опанування передбачае не лише вивчення комп'ютерного шструментарю запропонованого розробниками, а й використання супровщних
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
навчальних матерГалГв, як^, як правило, описують практичний аспект використання шформацГйних технологiй. Теоретичне ж пщфунтя процеав, якi вiдбуваються при цьому, часто не ттьки не вiдображаeться, а i не згадуеться, оскiльки е складним для сприйняття i в бГльшост випадкiв другорядним для задачу яка розв'язуеться в тому чи Гншому навчальному курсi.
Водночас вмшня коректно використати iнформацiйнi технологи часто неможливе без розумшня теоретичних основ функцюнування апаратного засобу чи, навгть, iнформацiйноí системи загалом. Тому у тдготовц фахiвцiв галузей знань «12 1нформацГйн технологи» та «01 ОсвГта (014 Середня освiта. 1нформатика)» (далi - IТ-фахiвцi) вважаемо за необхщне зосередити увагу не тiльки на боц «споживання» технiчного чи спецiалiзованого програмного забезпечення, а i на боц розумiння логiчних, фiзичних та математичних основ його функцюнування. Там акценти ми бачимо в особливому поданы навчального матерiалу через його вiзуалiзацiю у вiртуальних лабораторiях.
ТермЫ «вГртуальний» за словником С. Ожегова означае «не юнуючий, але можливий». В iнформатицi термiн «вГртуалГзацГя» в загальному випадку означае вщокремлення лопчного процесу вiд фiзичного способу його реалiзацií, тому вiртуальним вважають середовище, яке не потребуе наявностi фiзичного простору для органiзацií дiяльностi. Узагальнюючи означення науковцiв (Трухин, 2002; Козловский, 2011; Дубровин, 2012; Potkonjak et al., 2016; Leitner & Cane, 2005), сприймаемо вiртуальну лабораторiю як середовище, у якому передбачено можливГсть моделювати поведiнку об'ектiв реального свГту в комп'ютерному середовищi i яке сприяе оволодшню новими знаннями та вмЫнями.
Зазвичай, вiртуальнi лабораторГ'' використовують тодi, коли реальне виконання дослщжень вимагае значних затрат матерiалiв, електроенергп, часу, наявностi складного обладнання, значних грошових витрат або виявляе фактор небезпечного впливу на дослщника. Там лабораторií поряд з пГдтримкою наукових дослщжень заощаджують час та кошти на проведення експерименту в реальному час i сприяють безпосередньому удосконаленню побудовано' моделi, передбачають можливГ наслщки, прогнозують результати тощо (Головко, Крижановський & Мацюк, 2015; Яшанов & Яшанов, 2013).
Серед рГзних принад орга^зацп лабораторних ро6Гт в умовах вiртуальноí лабораторií варто видГлити: можливють самостiйноí органiзацií та проведення вiртуального експерименту i спостереження за його реалГзацГею; повну безпечнiсть експериментiв (Дубровин, 2012); забезпечення суб'ективного досвщу при розв'язуванн нестандартних i проблемних ситуацм завдяки вiзуалiзацií дослiджуваних процесiв (Семеыхша & Шамоня, 2011), пГд якою розумiемо процес демонстрацií чогось, який вимагае не лише вщтворення зорового образу, але i його конструювання.
Особливо це стосуеться пГдготовки IТ-фахiвцiв, для яких технiчнi i программ засоби е одночасно i засобом професшно''' дГяльностГ, i об'ектом вивчення: вважаемо, що кожен процес доцтьно вiзуалiзувати, де акцентувати увагу на визначальних його характеристиках (Семеыхша, 2017).
АналГз наукового доробку вчених та дослщниюв у галузi комп'ютерних та дотичних галузей наук (Харрис & Харрис, 2015; Хоровиц & Хилл, 1984;Гук, 2006; Таненбаум, 2007; Щедролосьев, 2010; Скорнякова, 2016), дозволив визначити напрямки, на яких варто зосередити увагу при тдготовц 1Т-фахГвцГв. Серед них - усвщомлення лопки функцюнування елементарних складових Гнформацшно''' системи - базових лопчних елементГв та приладiв, якГ на них базуються, -комбшацшних та послГдовних елементiв, з яких тзыше будуть побудованi вузли та пристро'' iнформацiйноí системи. Функцюнування зазначених елементГв вiдбуваеться на мГкрорГвнГ i дуже швидко, а тому не е очевидним. Водночас зпдно з класичною iнтерпретацiею архiтектури Гнформацшно''' системи (Таненбаум, 2007), цифровий лопчний рiвень займае основоположну позицГю в структурГ и апаратно'' частини. Тому вважаемо необхщним сформувати у майбутых IТ-фахiвцiв уявлень про осо6ливостГ здмснення iнформацiйною системою основних логГчних та арифметичних операцм на апаратному рГвн з метою подальшого свГдомого засвоення особливостей архГтектурних рiшень для програмно' компоненти iнформацiйноí системи.
Метою статт е висвiтлення доробку авторiв стосовно комп'ютерно'' вiзуалiзацií роботи логГчних елементГв iнформацiйноí системи на базГ ISIS Proteus.
МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ
ВикористанГ методи:
- термГнологГчний аналГз для уточнення тезаурусу дослГдження;
- аналГз спецГалГзованих програмних засобГв та рекомендацГй науковцГв з ме-тою обрання найбГльш ефективного для демонстрацГ'' роботи логГчних елементГв шформацшно''' системи;
- системний аналГз наукових джерел для визначення найбГльш важливих на-прямкГв, на яких варто зосередити увагу при формуваннГ в 1Т-фахГвцГв уявлень про лопчы та фГзичнГ основи функцГонування ГнформацГйних систем;
- моделювання для вГзуалГзацГ'' фГзичних процесГв.
РЕЗУЛЬТАТИ
СьогоднГ налГчуеться велика кшьмсть вГртуальних лабораторГй, якГ використовують для побудови й аналГзу складних електронних схем та моделювання 'хньо' роботи. Серед них - ORCAD, PICAD, EasyEDA, 123DCircuits, Electronics Workbench, LabVIEW, Micro-Cap, NI Multisim, Proteus та ш. АналГз наявного в них комп'ютерного шструментарГю та потреба динамГчно' вГзуалГзацГ'' процесГв опрацювання сигналГв зупинили наш вибГр на Proteus, де розробниками передбачено можливГсть моделювання роботи рГзноманГтних приладГв вГд дюду до мГкроконтролерГв та мГкропроцесорГв. У середовищГ Proteus можна створювати i редагувати параметри компонентГв електричних схем; використовувати рГзнГ вГртуальнГ прилади, якГ реалГзованГ як математичнГ моделГ, що ГмГтують 'х структурнГ i функцюнальы принципи роботи (генератори, вимГрювачГ тощо) з метою формування сигналГв та шдикацм впливу. Також у цьому середовищГ передбачено можливГсть моделювання аналогових, цифрових та аналого-цифрових пристро'в. Наявний у середовищГ комп'ютерний шструментарм дозволяе, на наш погляд, якнайкраще вГзуалГзувати Где'', закладенГ в навчальний курс: часовГ та спектральнГ характеристики сигналГв, перехщы та передавальнГ характеристики чотириполюсникГв, логГчнГ стани входГв та виходГв цифрових елементГв тощо.
Нижче розглянемо комп'ютерну вiзуалiзацiю роботи дешифратора кодiв, яка використовуеться нами у лабораторному практикумi при вивчення роздту «Цифрова лопка» курсу «Архтектура iнформацiйних систем».
Змоделюемо в середовиш^ Proteus дешифратор чисел (вщ 0 до 9 у десятковому представлены) з двшкового коду в символи семи-сегментного Ыдикатора (стилiзованi арабськ цифри, рис. 1). Для цього будуемо таблицю вiдповiдностi чисел у двшковому кодi i кодiв сегменпв iндикатора (табл.1): у чотирьох стовпчиках Q0, Q1, Q2, Q3 за кшьшстю адресних входiв сформуемо сигнали; у наступних восьми стовпчиках прописуемо «зображення» арабсько!' цифри (наприклад, для «1» мають бути пiдсвiченi сегменти «В» та «С», тому у вщповщних комiрках ставимо 1, у Ыших - нулi). Оскiльки обрана нами схема Ыдикатора мае сптьний катод, то, приклавши до деякого сегменту напругу лопчно!' одиницi (+4В), ми змусимо цей сегмент свiтитись.
щ
Рис. 2. Приклад формування символу шдикатора та схема иого внутршньо! оудови «2» вручну
Таблиця 1
Таблиця вщповщносп арабських цифр Тх двiИковим кодам та кодам керування семисегментним шдикатором
Арабська цифра Q3 Q2 Q1 Q0 QA QB QC QD QE QF QG
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
2 0 0 1 0 1 1 ■ 1 1 0 1
3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
4 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1
5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1
6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1
7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0
8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
9 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
Для формування кодiв керування семисегментним дешифратором у середовиш^ ISIS Proteus складаемо допомiжну схему iз елементiв DIPSWC_7 та 7SEG-COM-CAT (рис.2). Ця схема надае можливкть в штерактивному режимi ввiмкнути/вимкнути довтьний сегмент. Формуемо коди арабських цифр вщ нуля до дев'яти. Вщповщн коди заносимо в таблицю (табл.1), яка стане основою для формування принцитально!' електрично!' схеми дешифратора.
Аналiз апаратно!' реалiзацií вузла керування сегментом показуе, що для побудови лотно! функцй бiльш економно обирати «нулЬ>, якщо у стовпцi менше нулiв, i «одиницi» - в Ышому випадку (для сегменту «А» наводимо таблицю таких функцш - табл.2).
Таблиця2
Лопчш функцм для сегменту «А»
Аргументи Функщя Реалiзацiя функцй'
Q3 Q2 Q1 Q0 QA Hyni Одинищ
0 0 0 0 1 nx0*nx1*nx2*nx3
0 0 0 1 0 nx0+x1+x2+x3
0 0 1 0 1 x0*nx1*nx2*nx3
0 0 1 1 1 x0*x1*nx2*nx3
0 1 0 0 0 x0+x1+nx2+x3
0 1 0 1 1 x0*nx1*x2*nx3
0 1 1 0 1 nx0*x1*x2*nx3
0 1 1 1 1 x0*x1*x2*nx3
1 0 0 0 1 nx0*nx1*nx2*x3
1 0 0 1 1 x0*nx1*nx2*x3
Алгебра лопки пропонуе вирГшення цГе'' задачГ через використання досконало' кон'юнктивно'' нормально' форми:
A = (Q0 + Q1 + Q2 + Q3) * (Q0 + Q1 + Q2 + Q3) На основГ одержано' формули конструюемо принцитальну електричну схему з'еднання базових логГчних функцГй для керування сегментом «А». Ця схема буде двоступеневою (рис.За): на виходГ - елемент 2 AND, ним керують два чотири-
7seg-BCD
QO-T QA
01 "2" OB
Q2-"4" ОС
Q3.-81' QD
QE
QF
QG
Рис. 1. Позначення дешифратора кодiв, розташування сегменлв
входовi елементи 4 OR; на входи останых мають бути подан прямi або iнверснi двiйковi сигнали (коди вщповщного символу). Оскiльки там сигнали знадобляться i для керування Ышими сегментами, доцiльно використати вузол «Вхщний буфер», котрий складаеться для кожного сигналу iз послiдовно ввiмкнених двох iнверторiв, забезпечивши таким чином як прямий, так i Ыверсний коди (на рис.Зб прямi сигнали, як поступають на шину, позначено як х0, х1, х2, х3, а iнверснi -як пх0, пх1, пх2, пхЗ).
Рис.За. Фрагмент схеми дешифратора для сегменту «А»
Рис. 3б. Фрагмент схеми вузла «Вхщний буфер»
Рис. 4. Повна схема семисегментного дешифратора
Таким чином, побудова загально'|' схеми дешифратора зводиться до вибору потрiбних лопчних елеменпв та встановлення мiж ними лопчних зв'яз^в шляхом фiксацiï мiток вихщних проводiв i3 шини та використання вихщних сигналiв вже задiяних елеменпв. Пiсля побудови загально'|' схеми (для вах секторiв, рис.4) запускаемо симулящю (рис.5а, 5б).
Рис.5а. Вiзуалiзацiя роботи семисегментного Рис.5б. Вiзуалiзацiя роботи семисегментного
дешифратора (код на входi - 0010 вщповщае дешифратора (код на входi - 0101 вщповщае
арабськш цифрi «2» на дешифраторi) арабськiй цифрi «5» на дешифраторi)
Для вiзуалiзацN сигналiв на входi використовуеться модель генератора з екраном «Pattern Generator» (рис.6), де розробниками передбачен особливi налаштування: керування перiодом змши коду сигналу в межах 1..2 секунд; стан сигналiв (1 - чорна ^тинка, 0 - бта клiтинка); обмеження модуля змiн кодiв. Запуск симуляцп дае змогу студенту упевнитися у правильности роботи схеми, а викладачу проконтролювати коректнiсть м складання.
Рис. 6. Загальний вигляд iнструменту «Pattern Generator»
Як показуе наш досвщ, виконання лабораторних робгг такого типу на базi середовища Proteus дозволяе продемонструвати майбутым IТ-фахiвцям логiку роботи базових елементiв на основi побудови логiчних функцiй обробки двшкових сигналiв через вiзуалiзацiю процеав, якi вiдбуваються в iнформацiйнiй системк
ВИСНОВКИ
Використання вiртуальних лабораторiй як засобiв комп'ютерноУ вiзуалiзацiï прихованих (закритих) процеав, що вщбуваються в шформацшнш системi, змiщуе акценти навчання з теоретично'!' та експериментально'1' площин в штелектуальну галузь детального осмислення одержаних результат. При цьому: не вимагаеться додаткового обслуговування i фшансових витрат; виконання робгг е безпечним на вщмЫу вщ реальних фiзичних експеримен^в;
середовище забезпечуе уыверсальысть i rHy4KicTb в органiзацií вiртуального експерименту з можливктю перевiрки функцiонування побудованих схем з певними обмеженнями (часу, фшанав, додаткового устаткування тощо).
Для вiзуалiзацií закритих процесiв, що вщбуваються в iнформацiйнiй системi, нами обрано середовище Proteus, осктьки у ньому передбачено побудову електричних схем рiзноí складносп, моделювання аналогових, цифрових та аналого-цифрових пристроив тощо, що дозволяе використати його як базу для оргаызацп лабораторного практикуму з вивчення курсу «Архитектура iнформацiйноí системи». Розробниками середовища передбачено проведення експеримен^в на вiртуальних приладах, якi, як правило, вщсуты в реальнiй лабораторп, а також можливкть дослiджувати iдеалiзованi процеси, як в реальних умовах не можна або важко дослщити.
Вiзуалiзацiя процесiв у середовищi Proteus дозволяе не лише продемонстрували лопку роботи базових лопчних елеметчв iнформацiйноí системи, а й пришвидшити перевiрку знань та умшь студентiв, поглибити 'х компетентностi у галузi iнформацiйних технологш на засадах дiяльнiсного пiдходу.
Моделювання i симуляцiя, що здiйснюються пщ час виконання лабораторних робiт, сприяють усвiдомленню важливостi вiзуалiзацií як засобу позитивного впливу на рiвень навчальних досягнень майбутых IТ-фахiвцiв. Вiзуалiзацiя лопчних основ функцюнування Ыформацшних систем загалом дае змогу не ттьки познайомитися з щеями, закладеними в основу того чи Ышого iнформацiйного процесу, а i усвiдомити логiчнi зв'язки, узагальнити та систематизувати власы уявлення про шформацмний свп\
Список використаних джерел
1. Lee J. Leitner, John W. Cane. A virtual laboratory environment for online IT education. Proceeding SIGITE '05 Proceedings of the 6th conference on Information technology education. (Newark, NJ, USA, October 20 - 22, 2005). 2005. P. 283-289.
2. Potkonjak V., Gardner M., Callaghan V., Mattila P., Guetl C., Petrovic V.M., Jovanovic K. Virtual laboratories for education in science, technology, and engineering: A review. Computers and Education, 2016. 95. P. 309-327.
3. Proteus. URL: http://www.labcenter.com/index.cfm (Дата звернення 06.06.2019).
4. Головко М. В., Крижановський С.Ю., Мацюк В. М. Моделювання вiртуального фiзичного експерименту для систем дистанцмного навчання в загальноосвiтнiй i вищм педагопчый школах. lнформацiйнi технологи i засоби навчання, 2015. Том 47, №3. C.36-48.
5. Гук М.Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. СПб. : Питер, 2006. 1072 с.
6. Дубровин В.С. Использование виртуальных лабораторных работ - как элемент повышения качества подготовки специалистов. High technologies in Earth space research, 2012. № 2. C.11-13.
7. Козловский Е.О., Кравцов Г.М. Виртуальная лаборатория в структуре системы дистанционного обучения. Информационные технологии в образовании, 2011. № 10. С. 102-109.
8. Семеыхша О. В. Теорiя i практика формування профеайно( готовност майбутнього вчителя математики до використання засобiв комп'ютерноí вiзуалiзацií математичних знань : ареф. дис. ... доктора пед. наук: 13.00.04 / ДВНЗ „Донбаський державний педагопчний уыверситет". Слов'янськ, 2017.
9. Семеыхша О.В., Шамоня В.Г. Вiртуальнi лабораторй як шструмент навчально( та науково( дiяльностi. Педагогiчнiнауки: теорiя, iсторiя, iнновацiйнi технологи, 2011. №1(11). С. 341-346.
10. Скорнякова О.В. Аналiз сформованост конкурентоспроможност майбутых IТ-фахiвцiв у процес вивчення фахових дисциплЫ в одеському техычному коледжi ОНАХТ. Укранський психолого-педагог'чний науковий зб'рник, 2016. № 9. C. 100-105.
11. Таненбаум Э. Архитектура комп'ютера. СПб.: Питер, 2007. 844 с.
12. Трухин А. В. Использование виртуальных лабораторий в образовании. Открытое и дис-танционное образование, 2002. № 4 (8). С. 67-69;
13. Харрис Д.М., Харрис С.Л. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера, Morgan Kaufman, 2013. 1621с.
14. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники, т.1, т.2. М.: Мир, 1984. 598с.
15. Щедролосьев Д.£. Особливост пщготовки IТ-фахiвцiв в укра(нських вищих навчальних закладах. Комп'ютер у школ'1 та ам% 2010. №8. C.12-15.
16. Яшанов С.М., Яшанов М.С. Теоретичн та методичн проблеми застосування втьно розповсюджуваного програмного забезпечення в шформативнш пщготовц майбутнього вчителя. Осв'тнш дискурс, 2013. Випуск 2. C.18-29.
References
1. Lee J. Leitner, John W. Cane. (2005). A virtual laboratory environment for online IT education. Proceeding SIGITE '05 Proceedings of the 6th conference on Information technology education. Newark, NJ, USA, October 20 - 22, 2005. (pp. 283289) [in English].
2. Potkonjak V., Gardner M., Callaghan V., Mattila P., Guetl C., Petrovic V.M., Jovanovic K. (2016). Virtual laboratories for education in science, technology, and engineering: A review. Computers and Education, 95, 309-327 [in English].
3. Proteus. Retrieved from http://www.labcenter.com/index.cfm [in English].
4. Holovko M. V., Kryzhanovskyi S.Iu., & Matsiuk V. M. (2015). Modeliuvannia virtualnoho fizychnoho eksperymentu dlia system dystantsiinoho navchannia v zahalnoosvitnii i vyshchii pedahohichnii shkolakh [Modeling of Virtual Physical Experiment for Distance Learning Systems in Comprehensive and Advanced Pedagogical Schools.]. Informatsiini tekhnolohii i zasoby navchannia - Information technologies and training tools, (47, 3), 36-48 [in Ukrainian].
5. Guk M.Ju. (2006). Apparatnye sredstva IBM PC. Jenciklopedija [IBM PC hardware. Encyclopedia]. SPb. : Piter, 1072 с.
6. Dubrovin V.S. (2012). Ispol'zovanie virtual'nyh laboratornyh rabot - kak jelement povyshenija kachestva podgotovki specialistov [The use of virtual laboratory work - as an element of improving the quality of training]. High technologies in Earth space research, (2), 11-13 [in Russian].
7. Kozlovskij E.O. & Kravcov G.M. (2011). Virtual'naja laboratorija v strukture sistemy distancionnogo obuchenija [Virtual laboratory in the structure of distance learning system]. Informacionnye tehnologii v obrazovanii - Information Technology in Education, (10), 102-109 [in Russian].
8. Semenikhina O. V. (2017). Teoriia i praktyka formuvannia profesiinoi hotovnosti maibutnoho vchytelia matematyky do vykorystannia zasobiv kompiuternoi vizualizatsii matematychnykh znan [Theory and practice of forming the future readiness of a mathematics teacher to the use of computer visualization of mathematical knowledge]. Extended abstract of Doctor's thesis. Sloviansk: DVNZ „Donbaskyi derzhavnyi pedahohichnyi universytet" [in Ukrainian].
9. Semenikhina O.V., Shamonia V.H. (2011). Virtualni laboratorii yak instrument navchalnoi ta naukovoi diialnosti [Virtual labs as an educational and research tool]. Pedahohichni nauky: teoriia, istoriia, innovatsiini tekhnolohii - Pedagogical sciences: theory, history, innovative technologies, 1(11), 341-346 [in Ukrainian].
10. Skorniakova O.V. (2016). Analiz sformovanosti konkurentospromozhnosti maibutnikh IT-fakhivtsiv u protsesi vyvchennia fakhovykh dystsyplin v odeskomu tekhnichnomu koledzhi ONAKhT [Analysis of the formation of competitiveness of future IT specialists in the process of studying professional disciplines in the Odessa technical college ONACHT]. Ukrainskyi psykholoho-pedahohichnyi naukovyi zbirnyk - Ukrainian psychological and pedagogical scientific collection, (9), 100-105 [in Ukrainian].
11. Tanenbaum Je. (2007). Arhitektura komp'jutera [Computer Architecture]. SPb.: Piter. 844 c.
12. Truhin A. V. (2002). Ispol'zovanie virtual'nyh laboratorij v obrazovanii [The use of virtual laboratories in education]. Otkrytoe i distancionnoe obrazovanie - Open and distance education, 4 (8), 67-69 [in Russian].
13. Harris D.M. & Harris S.L. (2013). Cifrovaja shemotehnika i arhitektura komp'jutera [Digital circuitry and computer architecture], Morgan Kaufman. 1621p. [in Russian].
14. Horovic P. & Hill U. (1984). Iskusstvo shemotehniki [Art circuitry]. M.: Mir. 598p. [in Russian].
15. Shchedrolosiev D.Ie. (2010). Osoblyvosti pidhotovky IT-fakhivtsiv v ukrainskykh vyshchykh navchalnykh zakladakh [Features of training IT specialists in Ukrainian higher education institutions]. Kompiuter u shkoli ta simi - Computer at school and family, (8), 12-15 [in Ukrainian].
16. Iashanov S.M. & Yashanov M.S. (2013). Teoretychni ta metodychni problemy zastosuvannia vilno rozpovsiudzhuvanoho prohramnoho zabezpechennia v informatyvnii pidhotovtsi maibutnoho vchytelia [Theoretical and methodical problems of the use of freely distributed software in informative training of the future teacher.]. Osvitnii dyskurs - Educational discourse, (2), 18-29 [in Ukrainian].
USE OF THE PROTEUS FOR VISUAL MODELING OF THE WORK OF THE INFORMATION SYSTEM BASIC ELEMENTS V. H. Shamonia, O. V. Semenikhina, M. G. Drushlyak
Makarenko Sumy State Pedagogical University, Ukraine
Abstract.
Formulation of the problem. The modern university training of IT specialists with the necessity involves the ability to correctly use information technology, which is often impossible without understanding the theoretical foundations of the functioning of a hardware device or information system in general. In the training of specialists in the fields of knowledge "12 Information Technologies" and "01 Education (014 Secondary Education. Informatics)" we consider it necessary to focus not only on the side of "consumption" of technical or specialized software, but on the side of understanding logical, physical and mathematical basics of its functioning through visualization in virtual laboratories. The purpose of the article is to highlight the authors' revision concerning computer visualization of logic elements of the information system based on ISIS Proteus.
Materials and methods. The terminology analysis was used to clarify the research thesaurus. The analysis of specialized software and recommendations of scientists in order to select the most effective for demonstration of logic elements of the information system was used. The systematic analysis of scientific sources to identify the most important areas in which it is worthwhile focusing on the formation of ideas in the IT specialists about the logical and physical bases of the functioning of information systems; simulation for visualizing physical processes was used.
Results. The simulation of the logic of physical processes based on Proteus positively affects the level of educational achievements of future IT specialists, which is confirmed by the analysis of the obtained results at the significance level of 0.05 according to the Student test.
Conclusions. The use of virtual laboratories as means of computer visualization of hidden (closed) processes occurring in the information system shifts the emphasis of learning from theoretical and experimental planes into the intellectual branch of a detailed understanding of the results obtained. To visualize the closed processes occurring in the information system, it is advisable to use the Proteus environment. Performing lab works in Proteus allows you to demonstrate to the future IT specialists the logic of the work of the basic elements of the information system based on the construction of logical functions of processing binary signals.
Keywords: visual modelling, logical elements of information system, virtual laboratory, Proteus, modelling of electrical circuits, IT spesialists' preparation.
