32

Èíèõîâ Ä.Á., Êîëåñîâ Þ.Á., Ñåíè÷åíêîâ Þ.Á.

© ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÅ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒÛ Â ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÈ. ¹ 6, 2007 ã.

Èíèõîâ Äìèòðèé Áîðèñîâè÷,Êîëåñîâ Þðèé Áîðèñîâè÷,

Ñåíè÷åíêîâ Þðèé Áîðèñîâè÷

MVSTUDIUM  Ó×ÅÁÍÎÌ ÏÐÎÖÅÑÑÅ

Çàâåðøøàÿ ñåðèþ ñòàòåé î ñðåäàõ âè-çóàëüíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ, õîòåëîñü áû ïðî-äåìîíñòðèðîâàòü ÷èòàòåëÿì æóðíàëà, êàêóæå èñïîëüçóåòñÿ è êàê ìîæíî èñïîëüçî-âàòü MvStudium â ó÷åáíîì ïðîöåññå.

Íà êàôåäðå ðàñïðåäåëåííûõ âû÷èñëå-íèé è êîìïüþòåðíûõ ñåòåé Ñàíêò-Ïåòåð-áóðãñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî ïîëèòåõíè-÷åñêîãî óíèâåðñèòåòà âåäåòñÿ ïîäãîòîâêàáàêàëàâðîâ ïî íàïðàâëåíèþ 552800 «Èí-ôîðìàòèêà è âû÷èñëèòåëüíàÿ òåõíèêà» èìàãèñòðîâ ïî äâóì ïðîãðàììàì 552822«Ðàñïðåäåëåííûå àâòîìàòèçèðîâàííûåñèñòåìû» è 552818 «Êîìïüþòåðíîå ìî-äåëèðîâàíèå». Ýòè ïðîãðàììû áóäóò ðà-áî÷èìè â òå÷åíèå áëèæàéøèõ ïÿòè ëåò.Èç âñåõ ïðîáëåì, ñâÿçàííûõ ñ èõ ðåàëè-çàöèåé, âûäåëèì îäíó � ïðîáëåìó ïðî-ãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ.

Êàêèå ïðîãðàììíûå ñðåäñòâà è êàêèñïîëüçîâàòü â ó÷åáíîì ïðîöåññå?

Íàø óíèâåðñèòåò ãîñóäàðñòâåííûé, èêàçàëîñü, ÷òî ìû âïðàâå ðàññ÷èòûâàòü íàãîñóäàðñòâåííóþ ïîääåðæêó ïðè ïîêóï-êå ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ. Íå÷òîâðîäå «ìàòåðèíñêîãî êàïèòàëà», ïîòðà-òèòü êîòîðûé ìîæíî òîëüêî íà îïðåäå-ëåííûå íóæäû. Åñëè âñïîìíèòü (ñ óæà-ñîì), ÷òî óíèâåðñèòåòû âñå òåïåðü ïîêó-ïàþò íà êîíêóðñíîé îñíîâå, ëîãè÷íî áûëîáû ãîñóäàðñòâó çàêëþ÷èòü åäèíûé äîãî-âîð íà ïîêóïêó ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷å-íèÿ ñ êîìïàíèÿìè-ïðîèçâîäèòåëÿìè è ïîçàÿâêå óíèâåðñèòåòîâ ïîêóïàòü íóæíîå

êîëè÷åñòâî ëèöåíçèé. Ïðåäâàðèòåëüíî âýòîò ñïèñîê õîðîøî áû âêëþ÷èòü îòå÷å-ñòâåííûõ ïðîèçâîäèòåëåé, òåì ñàìûì íàäåëå ïîääåðæàâ ðîññèéñêèõ ðàçðàáîò÷è-êîâ ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ. Èñêàòüèõ íå íóæíî � åæåãîäíàÿ êîíôåðåíöèÿ«Êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå», ïðîâî-äèìàÿ íà ôàêóëüòåòå òåõíè÷åñêîé êèáåð-íåòèêè íàøåãî óíèâåðñèòåòà, ïî ñóòè ÿâ-ëÿåòñÿ íåîôèöèàëüíîé àññîöèàöèåé ïðî-èçâîäèòåëåé è ïîëüçîâàòåëåé îòå÷åñòâåí-íûõ âèçóàëüíûõ ñðåä ìîäåëèðîâàíèÿ. Ýòó«ïîäïîëüíóþ» àññîöèàöèþ íóæíî òîëü-êî «ïðèáðàòü» ê ðóêàì, ïðèäàâ åé ñòà-òóñ ãîñóäàðñòâåííîé è ïîðó÷èâ åé ïðî-âåñòè êîíêóðñ, öåëü êîòîðîãî � âûáðàòüðåêîìåíäóåìûå äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ âó÷åáíîì ïðîöåññå ïðîãðàììíûå ñðåäû.Îïûò åñòü: êîíêóðñ ïîëüçîâàòåëåé ìûóæå ïðîâîäèëè ñîâìåñòíî ñ êîìïàíèåéSoftline, è îí, êàê íàì êàæåòñÿ, áûë ïî-ëåçåí êàê ó÷àñòíèêàì, òàê è æþðè, âñîñòàâå êîòîðîãî áûëî ìíîãî ïðåïîäà-âàòåëåé. Íàäî íå òîëüêî âûáðàòü ïðî-ãðàììû, íî è ïîìî÷ü óíèâåðñèòåòàì âíå-äðèòü èõ. Ïåðå÷åíü ðåêîìåíäóåìûõ ïðî-ãðàììíûõ ñðåäñòâ íåëüçÿ çàôèêñèðîâàòüâ ñòàíäàðòå ñïåöèàëüíîñòè � ýòî òóïè-êîâûé ïóòü, íî íà âûáîð ïðîãðàìì ìîæ-íî ïîâëèÿòü ýêîíîìè÷åñêè � ïîìîãàÿóíèâåðñèòåòàì êóïèòü òî, ÷òî ñ÷èòàåòñÿïåðñïåêòèâíûì. È â îáëàñòè ïðîãðàìì-íîãî îáåñïå÷åíèÿ íóæíî íà ãîñóäàð-ñòâåííîì óðîâíå ïîääåðæàòü òå íàïðàâ-

33

MvStudium â ó÷åáíîì ïðîöåññå

ÊÎÌÏÜÞÒÅÐ Â Ó×ÅÁÍÎÌ ÏÐÎÖÅÑÑÅ

ëåíèÿ, ãäå ìû åùå íå îòñòàëè îò äðóãèõíàâñåãäà.

Íà íàøåé êàôåäðå ñ ëèöåíçèîííûìïðîãðàììíûì îáåñïå÷åíèåì êàçàëîñü áûâñå â ïîðÿäêå (à êàê äåëà îáñòîÿò ó âàñ,÷èòàòåëü?). Îïåðàöèîííóþ ñèñòåìó íàì ïî-äàðèëà êîìïàíèÿ Microsoft, íîâûå êîì-ïèëÿòîðû îò Intel äëÿ íàó÷íîé ðàáîòû ïî-ëó÷åíû ïî âûèãðàííîìó ãðàíòó, ïðîãðàì-ìó MathCAD ìû «çàðàáîòàëè», ñîçäàâ èïîääåðæèâàÿ ó÷åáíûé ñàéò, à ñðåäûMvStudium è Ànylogic ïîäàðèëè ñàìè ñåáåêàê àâòîðû ýòèõ ïðîäóêòîâ. Òàêèì îáðà-çîì, ìû ïîëüçóåìñÿ ëèöåíçèîííûì ïðî-ãðàììíûì îáåñïå÷åíèåì, íî äîñòàòî÷íîëè åãî äëÿ ïîäãîòîâêè ñïåöèàëèñòîâ ïîïðîãðàììå «Êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâà-íèå»? Ñ îäíîé ñòîðîíû, â ó÷åáíîì ïðî-ãðàììíîì îáåñïå÷åíèè äîëæíû íàéòè îò-ðàæåíèå ñîâðåìåííûå íàó÷íûå êîíöåïöèè,à ñ äðóãîé � áóäóùèé ñïåöèàëèñò äîëæåíðåøàòü ïðàêòè÷åñêèå çàäà÷è òåìè ñðåä-ñòâàìè, ÷òî ñåé÷àñ èñïîëüçóþòñÿ íà ïðî-èçâîäñòâå. Ó÷èòûâàÿ ýòî, ñïèñîê èìåþùèõ-ñÿ ó íàñ ïðîãðàììíûõ ïðîäóêòîâ õîòå-ëîñü áû ðàñøèðèòü, íî íà ýòî ìîæåò íåõâàòèòü äåíåã. Ïîïðîáóåì îöåíèòü (âåñü-ìà ãðóáî), ÷åìó ìû ñìîæåì íàó÷èòü, èìåÿòî, ÷òî ìû èìååì.

Êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå � îòíî-ñèòåëüíî ìîëîäîå íàïðàâëåíèå.  ó÷åá-íûõ ïðîãðàììàõ åùå äîñòàòî÷íî ìåñòà äëÿîòðàæåíèÿ îñîáåííîñòåé êàôåäðû, ðåàëè-çóþùåé êîíêðåòíóþ ïðîãðàììó, â ÷àñòíî-ñòè âîçìîæíîñòåé åå ïðîôåññîðñêî-ïðå-ïîäàâàòåëüñêîãî ñîñòàâà. Åñòåñòâåííî, ïðèñîñòàâëåíèè ïðîãðàììû ìû îïèðàëèñü íàêîíêðåòíûõ ëþäåé. Òàê ïîÿâèëèñü â ïðî-ãðàììå öèêëû «Ñòàòèñòè÷åñêîå ìîäåëèðî-âàíèå», «Âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûå âû÷èñ-ëåíèÿ», «Èìèòàöèîííîå ìîäåëèðîâàíèå»,«Âåðèôèêàöèÿ ïðîãðàìì», «Îáúåêòíî-îðè-åíòèðîâàííîå ìîäåëèðîâàíèå».

 íàøåì ñëó÷àå ôóíäàìåíòàëüíûìèäèñöèïëèíàìè ÿâëÿþòñÿ ìàòåìàòèêà è èí-ôîðìàòèêà. Äëÿ ïðåïîäàâàíèÿ ìàòåìàòè-êè ìîæíî èñïîëüçîâàòü ïàêåòû MathCAD,Maple, Mathematica. Ïðîôåññîð íàøåéêàôåäðû Ðîñòèñëàâ Èãîðåâè÷ Èâàíîâñêèé,äàâíî è àêòèâíî ïðîïàãàíäèðóåò MathCAD

(àâòîð êíèã, ïîñâÿùåííûõ ýòîìó ïðîäóêòó;ñàéòà, ãäå ó÷àò åãî ïðèìåíÿòü; êóðñîâ ëåê-öèé, ãäå îí èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïðîâåäåíèÿëàáîðàòîðíûõ ðàáîò). Íàøè ñòóäåíòû àê-òèâíî ïðèìåíÿþò MathCAD, íî áûëî áûõîðîøî, ÷òîáû îíè áûëè çíàêîìû è ñ ïà-êåòàìè Maple è Mathematica. «Îòðàáîòàòü»ïîêóïêó ýòèõ ïàêåòîâ ìû íå ìîæåì � íèê-òî íå ïðåäëàãàåò, à ïîêóïàòü � äîðîãî.

Ê ñïåöèàëüíûì äèñöèïëèíàì îòíîñèòñÿïðåæäå âñåãî ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðî-âàíèå. MathCAD, AnyLogic, MvStudiumÿâëÿþòñÿ îñíîâíûìè ïðîäóêòàìè íà íà-øåé êàôåäðå, ïîääåðæèâàþùèìè ðàçëè÷-íûå ðàçäåëû ìàòåìàòè÷åñêîãî ìîäåëèðî-âàíèÿ.

Ïðèêëàäíîå çíà÷åíèå èìåþò êóðñû,ñâÿçàííûå ñ êîíêðåòíûìè ñðåäàìè êîì-ïüþòåðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ è ïðèëîæåíè-ÿìè, ñîçäàííûìè íà èõ îñíîâå, à òàêæåòåõíîëîãèè ïðîåêòèðîâàíèÿ íà áàçå êîì-ïüþòåðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ. Ýòè êóðñûîïèðàþòñÿ íà ñîîòâåòñòâóþùèå ðàçäåëûêóðñà î ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëÿõ è ïîñâÿ-ùåíû ïðèíöèïàì ïîñòðîåíèÿ ñðåä è ìå-òîäèêàì èõ èñïîëüçîâàíèÿ.

Çäåñü îñíîâíàÿ íàãðóçêà ëîæèòñÿ íàAnyLogic (ïðîôåññîð Êàðïîâ Þðèé Ãëå-áîâè÷) è MvStudium (àâòîðû ýòîé ñòà-òüè).

 ó÷åáíîì ïðîöåññå ïðèëîæåíèÿ, ñî-çäàííûå ñ ïîìîùüþ ðàçëè÷íûõ ñðåä ìî-äåëèðîâàíèÿ ñòóäåíòàìè è àñïèðàíòàìèíàøåé êàôåäðû, ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿêàê:

1) âèðòóàëüíûå (êîìïüþòåðíûå) ëàáî-ðàòîðèè (ïîëó÷åíèå íîâûõ çíàíèé),

2) òðåíàæåðû (ïðèîáðåòåíèå íàâûêîâè óìåíèé),

3) ñèñòåìû òåñòèðîâàíèÿ (ïðîâåðêàçíàíèé, óìåíèé, íàâûêîâ).

Íà ñðåäû ìîäåëèðîâàíèÿ ìîæíî ïî-ñìîòðåòü ñ ðàçëè÷íûõ òî÷åê çðåíèÿ.

ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÅ ÑÐÅÄÛÑ ÒÎ×ÊÈ ÇÐÅÍÈß ÏÐÅÏÎÄÀÂÀÒÅËß

 äàëüíåéøåì áóäåì ãîâîðèòü òîëüêîî ïàêåòå MsStudium.

Ïåðå÷èñëèì äèñöèïëèíû, â êîòîðûõìîæíî èñïîëüçîâàòü ïàêåò.

34

Èíèõîâ Ä.Á., Êîëåñîâ Þ.Á., Ñåíè÷åíêîâ Þ.Á.

© ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÅ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒÛ Â ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÈ. ¹ 6, 2007 ã.

1. ×èñëåííûé àíàëèç(âû÷èñëèòåëüíûå ìåòîäû ëè-íåéíîé àëãåáðû, ÷èñëåííûåìåòîäû ðåøåíèÿ îáûêíî-âåííûõ äèôôåðåíöèàëüíûõ

óðàâíåíèé, ìåòîäû îïòèìèçàöèè). Åñëèðàññìàòðèâàòü àëãîðèòìû è íå çàòðàãèâàòüîñîáåííîñòè èõ ïðîãðàììíîé ðåàëèçàöèè,òî äëÿ ýòîãî íóæåí Fortran èëè C, ïîäõî-äèò ëþáîé ïàêåò, äàþùèé âîçìîæíîñòüóäîáíî îáðàùàòüñÿ ê ÷èñëåííîé áèáëèî-òåêå. Äëÿ ìíîãèõ ïðåïîäàâàòåëåé ÷èñëåí-íîãî àíàëèçà â òåõíè÷åñêèõ óíèâåðñèòå-òàõ òàêèì ïàêåòîì ñ÷èòàåòñÿ ïàêåò èç êíè-ãè Äæ. Ôîðñàéòà, Ì. Ìîëåðà, Ê. Ìàëüêîëü-ìà [1] è åãî óñîâåðøåíñòâîâàííûé âàðè-àíò [2]. Îí óæå ðåäêî èñïîëüçóåòñÿ â ôîð-òðàíîâñêîé ðåäàêöèè, îäíàêî â MvStudiumèñïîëüçóåòñÿ èìåííî òàêàÿ ðåäàêêöèÿ, àñàìà îáîëî÷êà ïîçâîëÿåò ïðàêòè÷åñêè íåòðàòèòü âðåìÿ íà «ïðîãðàììèðîâàíèå»âûçûâàþùåé ïðîãðàììû. Ê òîìó æå âMvStudium âêëþ÷åíû ïðîãðàììû èç êîë-ëåêöèé Linpack è Eispack. Ïîêóïêà ëè-öåíçèîííîãî êîìïèëÿòîðà äëÿ ÿçûêàFortran è ëèöåíçèè íà ïðàâî èñïîëüçîâàòüáèáëèîòåêó IMSL ïîçâîëÿþò ðåçêî ðàñ-øèðèòü âîçìîæíîñòè MvStudium êàê óäîá-íîãî ñðåäñòâà äëÿ âûçîâà ÷èñëåííûõ ïðî-ãðàìì.

2. Îáúåêòíî-îðèåíòèðî-âàííîå ìîäåëèðîâàíèå. Ìûïîçèöèîíèðóåì íàø ïðî-äóêò êàê ïðîäóêò îïèðàþ-ùèéñÿ è ðàñøèðÿþùèéUML. Ýòî ïîçâîëÿåò ðàññêà-

çûâàòü è ó÷èòü îáúåêòíî-îðèåíòèðîâàííîìóïîäõîäó, èñïîëüçóÿ UML êàê ñòàíäàðò, àMvStudium êàê îäíó èç åãî âîçìîæíûõðåàëèçàöèé ïðèìåíèòåëüíî ê ìîäåëèðîâà-íèþ ñëîæíûõ äèíàìè÷åñêèõ ñèñòåì.

3. Òåîðèÿ àâòîìàòè÷åñ-êîãî óïðàâëåíèÿ.  òåîðèèàâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëå-íèÿ ìû ñòàëêèâàåìñÿ ñ äî-ñòàòî÷íî ðàñïðîñòðàíåííîéïðîáëåìîé � â ýòîé îáëàñ-òè ñïåöèàëèñòû äàâíî èñ-

ïîëüçóþò ñâîé ãðàôè÷åñêèé ÿçûê. Àâòî-

ðû ïàêåòà Simulink âûáðàëè åãî â êà÷å-ñòâå ïîëüçîâàòåëüñêîãî ÿçûêà è òåì ñà-ìûì çàòðóäíèëè èñïîëüçîâàíèå ïàêåòàäðóãèìè êàòåãîðèÿìè ïîëüçîâàòåëåé. ÂMvStudium «ðîäíîé» ÿçûê ïàêåòà âåñüìàäàëåê îò ÿçûêà Simulink, íî, áëàãîäàðÿñïåöèàëüíîé áèáëèîòåêå, ìîæíî ðàáîòàòü«êàê áóäòî» áû â ñðåäå Simulink. Ñåé÷àñýòà áèáëèîòåêà èíòåíñèâíî ðàñøèðÿåòñÿè ðåàëüíî èñïîëüçóåòñÿ â êóðñå «Òåîðèÿàâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ», ÷èòàåìîãîíàøèì ñòóäåíòàì.

4. Òåîðèÿ ìàøèí è ìå-õàíèçìîâ. Äëÿ ìåõàíèêîâóäîáíûé âõîäíîé ÿçûê ïà-êåòà è åñòåñòâåííàÿ âèçóà-ëèçàöèÿ ìåõàíèçìîâ ÷ðåç-âû÷àéíî âàæíû. Ýòà ïðî-áëåìà äî ñèõ ïîð åùå íå

íàøëà óäîâëåòâîðèòåëüíîãî ðåøåíèÿ. Íåìåíåå âàæíà è âîçìîæíîñòü ðåøàòü íåëè-íåéíûå çàäà÷è ÷èñëåííî ñ íóæíîé òî÷íî-ñòüþ è ñêîðîñòüþ. Êàê íè óäèâèòåëüíî,äëÿ ìíîãèõ îáëàñòåé õàðàêòåðíî ñ÷èòàòü÷èñëåííîå ðåøåíèå ðåøåíèåì «âòîðîãîñîðòà». Ìîæåò áûòü ïîýòîìó â ó÷åáíîìïðîöåññå ìåõàíèêè ÷àùå îðèåíòèðóþòñÿíà ñòàðóþ, õîðîøî îòðàáîòàííóþ ñõåìó �íåëèíåéíûå óðàâíåíèÿ ëèíåàðèçóþò, óï-ðîùàþò òàê, ÷òîáû ìîæíî áûëî ïîñò-ðîèòü ðåøåíèå â çàìêíóòîé ôîðìå, ïîëó-÷àþò äàííûå, íåîáõîäèìûå äëÿ âèçóàëè-çàöèè è ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíûõ ðåäàê-òîðîâ ñòðîÿò íóæíûé ãðàôè÷åñêèé îáðàç. òî æå âðåìÿ äëÿ ó÷åáíîãî ïðîöåññà, ãäåäîñòàòî÷íî óïðîùåííîé âèçóàëèçàöèè,ïîäõîäÿò âñå ñîâðåìåííûå ñðåäû � êîì-ïîíåíòà SimMechanics ïàêåòà Matlab,Modelica, MvStudium (ðèñ. 1).

5. Õèìèêî-òåõíîëîãè-÷åñêèå àïïàðàòû.  äàííîéîáëàñòè ýëåìåíòàìè âõîä-íîãî ãðàôè÷åñêîãî ÿçûêàÿâëÿþòñÿ êîìïîíåíòû òåõ-íîëîãè÷åñêîãî îáîðóäîâà-íèÿ. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ó÷åá-

íîãî ïðîöåññà, âàæíû êàê ñàìè êîìïî-íåíòû è èõ êîìïîíåíòíûå óðàâíåíèÿ, òàêè ñâîéñòâà àãðåãàòîâ, ïîñòðîåííûõ èç ýòèõ

35

MvStudium â ó÷åáíîì ïðîöåññå

ÊÎÌÏÜÞÒÅÐ Â Ó×ÅÁÍÎÌ ÏÐÎÖÅÑÑÅ

Ðèñ. 1. MvStudium â ìåõàíèêå

Å

G

F

H

L

K

C

Â

À x

y

b

f

k

t

r

p

e

q

ϕ

ηC

ηH

ηG

ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ ÌÀØÈÍÈ ÌÅÕÀÍÈÇÌÎÂ

MvStudium www.mvstudium.com

Ñ.Â. Áèðþêîâ.Êîëåñî

Ñ.Â. Áèðþêîâ.Ìàøèíà Àòâóäà

Ã.Í. Ïåòðîâ. Àâòîìîáèëüíûé äèôôåðåíöèàë

Å.Ñ. Ãåáåëü. Âîñüìèçâåííûé ðû÷àæíûé ìåõàíèçì VI êëàññàè åãî ðåàëèçàöèÿ â MvStudium

Ã.Í. Ïåòðîâ. Âàðèàöèè íà òåìó «ìåõàíè÷åñêèå óñòðîéñòâà»

36

Èíèõîâ Ä.Á., Êîëåñîâ Þ.Á., Ñåíè÷åíêîâ Þ.Á.

© ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÅ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒÛ Â ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÈ. ¹ 6, 2007 ã.

êîìïîíåíò. Ñóùåñòâóþò ïðîìûøëåííûåïàêåòû, ñîäåðæàùèå îãðîìíîå ÷èñëî êîì-ïîíåíò, íî îíè äîðîãè è ãðîìîçäêè äëÿó÷åáíûõ öåëåé. Òðàäèöèîííûé ïóòü � ïî-ñòðîåíèå ïðîñòîãî ïàêåòà ñ íåáîëüøèìíàáîðîì êîìïîíåíò. Âìåñòî ðàçðàáîòêèñâîåãî ïàêåòà ìîæíî ñîçäàòü áèáëèîòåêóâ MvStudium, ÷òî è áûëî ñäåëàíî â íå-ñêîëüêèõ óíèâåðñèòåòàõ (ðèñ. 2).

6. Èìèòàöèîííîå ìîäåëè-ðîâàíèå. Ñåé÷àñ MvStudiumïîêà åùå íå èìååò äèíàìè-÷åñêèõ òèïîâ äàííûõ, è ñ åãîïîìîùüþ äîñòàòî÷íî ñëîæíîîðãàíèçîâàòü «àãåíòà», ñ ïî-

ìîùüþ êîòîðîãî ïîñòðîåíèå èìèòàöèîí-íûõ ìîäåëåé ñòàíîâèòñÿ áîëåå åñòåñòâåí-íûì.  òî æå âðåìÿ ñ åãî ïîìîùüþ áûëàóñïåøíî ðåàëèçîâàíà ñëåäóþùàÿ ñõåìà:íà÷àâ ðàññìîòðåíèå ìàðêîâñêèõ ïðîöåñ-ñîâ (äèñêðåòíûõ è íåïðåðûâíûõ) â âèäåðàçíîñòíûõ è äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíå-íèé, ìû ïåðåøëè ê ñèñòåìàì ìàññîâîãîîáñëóæèâàíèÿ è ðåàëèçîâàëè èõ â ôîðìåñòàòèñòè÷åñêîãî ýêñïåðèìåíòà.

Ðèñ. 2. MvStudium â õèìèè

ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÅ ÑÐÅÄÛÑ ÒÎ×ÊÈ ÇÐÅÍÈß ÑÒÓÄÅÍÒÀ,

ÊÎÒÎÐÛÉ ÕÎ×ÅÒ ÑÒÀÒÜ ÈÍÆÅÍÅÐÎÌ

Íà íàøåé êàôåäðå áîëüøóþ ðîëü èã-ðàåò ñàìîñòîÿòåëüíàÿ íàó÷íàÿ èëè èíæå-íåðíàÿ äåÿòåëüíîñòü ñòóäåíòîâ. Ñòàðûåñõåìû îáó÷åíèÿ ñòóäåíòîâ ïîçâîëÿëè âû-ïóñêàòü êàê ìàãèñòðîâ, òàê è èíæåíåðîâ,è ñòóäåíò ñàì âûáèðàë òó èëè èíóþ ôîðìóîáó÷åíèÿ. Îòêàç îò ýòîé ñõåìû è ïåðåõîäê âûïóñêó ëèáî òîëüêî ìàãèñòðîâ, ëèáîòîëüêî èíæåíåðîâ äëÿ êîíêðåòíîé ñïåöè-àëüíîñòè ñî ññûëêîé íà íåîáõîäèìîñòüèíòåãðèðîâàòüñÿ â ìèðîâóþ ýêîíîìèêó,âîçìîæíî, íàäî ïåðåñìîòðåòü.  íàøåéýêîíîìèêå åùå äîñòàòî÷íî îáëàñòåé, ãäåíóæíû ñïåöèàëèñòû ñ òðàäèöèîííûì äëÿíàøåé ñòðàíû îáðàçîâàíèåì, è ïóñòü íåìèíèñòåðñòâî, à ñàì ñòóäåíò, ïðîó÷èâøèñü÷åòûðå ãîäà, âûáèðàåò ñâîé äàëüíåéøèéïóòü. Íàì òàêîé âûáîð ïîçâîëÿë â êà÷å-ñòâå äèïëîìíûõ ðàáîò âûáèðàòü ÷èñòî èí-æåíåðíûå òåìû, ãäå âàæåí ðåçóëüòàò, ïîä-òâåðæäåííûé ïðàêòèêîé. Áëàãîäàðÿ ýòî-ìó, äëÿ MvStudium ñ ïîìîùüþ ñòóäåíòîâ

MvStudium www.mvstudium.com

ÕÈÌÈÊÎ-ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÀÏÏÀÐÀÒÛ

Â.Ë. Ðóêèí

37

MvStudium â ó÷åáíîì ïðîöåññå

ÊÎÌÏÜÞÒÅÐ Â Ó×ÅÁÍÎÌ ÏÐÎÖÅÑÑÅ

áûëè ðàçðàáîòàíû ñïåöèôè÷åñêèå áèáëèî-òåêè äëÿ òåïëîòåõíèêè, ãèäðàâëèêè, òåî-ðèè ìàññîâîãî îáñëóæèâàíèÿ. Åùå îäíàíàõîäêà, ñâÿçàííàÿ ñ èíæåíåðíûìè äèï-ëîìíûìè ðàáîòàìè, îòíîñèòñÿ ê ðàçðàáîò-êå ñïåöèàëüíûõ ãðàôè÷åñêèõ ÿçûêîâ äëÿîáëàñòåé, ãäå ìíîãèå ïîêîëåíèÿ èíæåíå-ðîâ èñïîëüçóþò «ïðèâû÷íûå» îáðàçû êîì-ïîíåíò è óñòðîéñòâ è íå âèäÿò ñìûñëà ïå-ðåõîäèòü íà èíûå ãðàôè÷åñêèå ÿçûêè.Íàøè ñòóäåíòû ðàçðàáàòûâàþò êîìïîíåí-òû, ñîäåðæàùèå ãðàôè÷åñêèå ðåäàêòîðûñ ïðèâû÷íûìè ïîëüçîâàòåëþ îáîçíà÷åíè-ÿìè, è áëîêè, àâòîìàòè÷åñêè ïåðåâîäÿùèåèõ íà âõîäíûé ÿçûê ñðåäû MvStudium.Òàêàÿ ïðîãðàììà ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòüñòàðóþ íîòàöèþ â ñîâðåìåííûõ ñðåäàõ èñîâðåìåííûå ñðåäñòâà ïðîâåäåíèÿ âû÷èñ-ëèòåëüíîãî ýêñïåðèìåíòà. ×àñòî â ðåçóëü-òàòå ïîëüçîâàòåëè äîáðîâîëüíî ïåðåõî-äÿò ê íîâûì ÿçûêàì. Òàêèì îáðàçîì,MvStudium ìîæíî èñïîëüçîâàòü è êàêMvStudium, è êàê Matlab, è êàê Modelica.

ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÅ ÑÐÅÄÛÑ ÒÎ×ÊÈ ÇÐÅÍÈß ÑÒÓÄÅÍÒÀ,

ÊÎÒÎÐÛÉ ÕÎ×ÅÒ ÑÒÀÒÜ ÏÐÅÏÎÄÀÂÀÒÅËÅÌÈËÈ ÍÀÓ×ÍÛÌ ÑÎÒÐÓÄÍÈÊÎÌ

Ìàãèñòðàòóðà � ýòî ïåðâàÿ ñòóïåíüàñïèðàíòóðû, åùå îäíà ôîðìà îáó÷åíèÿ,ãäå MvStudium ìîæåò ñûãðàòü âàæíóþðîëü. Ââåäåíèå áàêàëàâðèàòà ïðèâîäèò êïðèòîêó èíîãîðîäíèõ ñòóäåíòîâ â Ñàíêò-Ïåòåðáóðã. Áóäóùèå ñòóäåíòû äîëæíûïðåäñòàâëÿòü îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîââûáðàííîé èìè êàôåäðû. Êàê íàì êàæåò-ñÿ, ïðîåêò MvStudium ïðåäîñòàâëÿåò øè-ðîêîå ïîëå äåÿòåëüíîñòè äëÿ áóäóùèõ ó÷å-íûõ è ïåäàãîãîâ. Âîò òîëüêî êðàòêèé ïå-ðå÷åíü òåì, òàê èëè èíà÷å ñâÿçàííûõ ñãèáðèäíûìè ñèñòåìàìè. Äàäèì èì êðàò-êèå ïîÿñíåíèÿ, êàê åñëè áû îíè áûëè òå-ìàìè ìàãèñòåðñêèõ ðàáîò.  ñêîáêàõ óêà-çàíû êíèãè, êîòîðûå ðåêîìåíäóåòñÿ ïðî-÷åñòü.

• Óðàâíåíèÿ ñ ðàçðûâíûìè ïðàâûìè÷àñòÿìè. (À.Ô. Ôèëèïïîâ. Äèôôåðåíöèàëü-íûå óðàâíåíèÿ ñ ðàçðûâíîé ïðàâîé ÷àñ-òüþ. Ì.: Íàóêà, 1985). Ãëàâà ÷åòâåðòàÿêíèãè À.Ô. Ôèëèïïîâà íàçûâàåòñÿ «Ëî-

êàëüíûå îñîáåííîñòè äâóìåðíûõ ñèñòåì».Ôàêòè÷åñêè ýòî êëàññèôèêàöèÿ äâóìåðíûõãèáðèäíûõ ñèñòåì, êîòîðóþ ìîæíî ñ ïî-ìîùüþ MvStudium ðåàëèçîâàòü êàê öèêëëàáîðàòîðíûõ ðàáîò, ãäå èçó÷àþòñÿ êîíê-ðåòíûå ñèñòåìû.

• Ìîäåëè â êîíòóðå óïðàâëåíèÿ èëèïðîáëåìû ðåàëüíîãî âðåìåíè. Ïðàêòè÷åñ-êè âñå ïàêåòû âèçóàëüíîãî ìîäåëèðîâà-íèÿ ïûòàþòñÿ ïðèñïîñîáèòü è äëÿ ðåøå-íèÿ çàäà÷ ðåàëüíîãî âðåìåíè.  ÷àñòíî-ñòè, ïðè ðàçðàáîòêå òðåíàæåðîâ âàæíîêàê áûñòðîäåéñòâèå, òàê è òî÷íîå âîñ-ïðîèçâåäåíèå ïîâåäåíèÿ ìîäåëèðóåìîãîîáúåêòà. Ýòî ïðîòèâîðå÷èâûå çàäà÷è. Èí-òåðåñíî, êàê ñëåäóåò ìîäèôèöèðîâàòüMvStudium äëÿ ðåøåíèÿ ýòèõ çàäà÷.

• Èìèòàöèîííûå ìîäåëè. (À.À. Òàðàí-öåâ. Èíæåíåðíûå ìåòîäû òåîðèè ìàññî-âîãî îáñëóæèâàíèÿ. ÑÏá.: Íàóêà, 2007.Å.Â. Áåðåæíàÿ, Â.È. Áåðåæíîé. Ìàòåìàòè-÷åñêèå ìåòîäû ìîäåëèðîâàíèÿ ýêîíîìè-÷åñêèõ ñèñòåì. Ì.: «Ôèíàíàñû è ñòàòèñ-òèêà», 2003). Ýòè êíèãè òàê è ïðîñÿò «îñ-íàñòèòü» èõ áèáëèîòåêîé ìîäóëåé íà ÿçû-êå MvStudium. Ïîëüçà îò ýòîãî áóäåò íå-ñîìíåííàÿ, òàê êàê â ýòèõ è ìíîãèõ äðó-ãèõ êíèãàõ àâòîðû äî ñèõ ïîð îðèåíòèðó-þòñÿ íà ðó÷íîé ñ÷åò.

• Àëãåáðî-äèôôåðåíöèàëüíûå óðàâíå-íèÿ. Ìîäåëèðîâàíèå ñâåðõáîëüøèõ ñèñ-òåì. (U. Ascher, Linda Petzold. Computermethods for ordinary differential equationsand differential-algebraic equations. SIAM,1998). ×èñëåííàÿ áèáëèîòåêà MvStudiumïîñòîÿííî ìîäèôèöèðóåòñÿ. Ôàêòè÷åñêèïàêåò ñòàë ïîëèãîíîì äëÿ èñïûòàíèÿ ïðî-ãðàììíûõ ðåàëèçàöèé ÷èñëåííûõ ìåòîäîâ.Ýòî òðåáóåò ñïåöèàëüíîãî èíñòðóìåíòàðèÿäëÿ ïîëó÷åíèÿ è ñðàâíåíèÿ õàðàêòåðèñòèêìåòîäîâ è êîëëåêöèè òåñòîâûõ íàáîðîâ.

• Ïàðàëëåëüíûå âû÷èñëåíèÿ è ðàñ-ïðåäåëåííûå ñèñòåìû. (Â.À. Ãðèøàãèí,À.Í. Ñâèñòóíîâ. Ïàðàëëåëüíîå ïðîãðàììè-ðîâàíèå íà îñíîâå MPI. Íèæíèé Íîâãî-ðîä: Èçäàòåëüñòâî Íèæåãîðîäñêîãî óíè-âåðñèòåòà, 2005. Â.Ï. Ãåðãåëü, Ð.Ã. Ñòðîí-ãèí. Îñíîâû ïàðàëëåëüíûõ âû÷èñëåíèé.Íèæíèé Íîâãîðîä: Èçäàòåëüñòâî Íèæåãî-ðîäñêîãî óíèâåðñèòåòà, 2003). Ïàðàëëåëü-

38

Èíèõîâ Ä.Á., Êîëåñîâ Þ.Á., Ñåíè÷åíêîâ Þ.Á.

© ÊÎÌÏÜÞÒÅÐÍÛÅ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒÛ Â ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÈ. ¹ 6, 2007 ã.

Èíèõîâ Äìèòðèé Áîðèñîâè÷,çàì. äèðåêòîðà ôèðìû «MvSoft»,

Êîëåñîâ Þðèé Áîðèñîâè÷,äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîðêàôåäðû ÐÂÊÑ ôàêóëüòåòàòåõíè÷åñêîé êèáåðíåòèêè ÑÏáÃÏÓ,

Ñåíè÷åíêîâ Þðèé Áîðèñîâè÷,äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîðêàôåäðû ÐÂÊÑ ôàêóëüòåòàòåõíè÷åñêîé êèáåðíåòèêè ÑÏáÃÏÓ.

íûå âû÷èñëåíèÿ ñòàëè óæå ñðåäñòâîì, äî-ñòóïíûì ïîëüçîâàòåëþ îáû÷íûõ ïåðñî-íàëüíûõ ìàøèí.  òî æå âðåìÿ MvStudiumèñïîëüçóåò òðàäèöèîííóþ ìîäåëü ïîñëå-äîâàòåëüíûõ âû÷èñëåíèé.

• Àíàëèòè÷åñêèå âû÷èñëåíèÿ. Òðàäè-öèîííûå ïàêåòû êîìïüþòåðíîé àëãåáðûèñïîëüçóþò ÷èñëåííûå ìåòîäû â òîì ñëó-÷àå, åñëè ðåøåíèå çàäà÷è íå óäàåòñÿ íàé-òè â çàìêíóòîé ôîðìå. À ïî÷åìó â ÷èñ-ëåííûõ ìåòîäàõ íå èñïîëüçîâàòü ñèìâîëü-

Ëèòåðàòóðà

1. Äæ. Ôîðñàéò, Ì. Ìàëüêîëüì, Ê. Ìîóëåð. Ìàøèííûå ìåòîäû ìàòåìàòè÷åñêèõ âû÷èñëåíèé. Ì.:Ìèð,1980.

2. Ä. Êàõàíåð, Ê. Ìîóëåð, Ñ. Íýø. ×èñëåííûå ìåòîäû è ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå. Ì.: Ìèð, 1998.3. Â.Ë. Ðóêèí. Èññëåäîâàíèå äèíàìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê òèïîâûõ çâåíüåâ ÀÑÐ. ÑÏá.: ÑÏá ÃÒÈ

(ÒÓ), 2007.4. Áèðþêîâ Ñ.Â., Ãóñüêîâ Ä.Í. Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì ïî îáùåé ôèçèêå ïðè äèñòàíöèîííîì

îáó÷åíèè � ýêñïåðèìåíò âèðòóàëüíûé è ðåàëüíûé. Ìîñêîâñêèé ïåäàãîãè÷åñêèé ãîñóäàðñòâåííûéóíèâåðñèòåò (ÌÏÃÓ) / Òåçèñû ÈÒÎ-2003.

5. Ãåáåëü Å.Ñ. Ìîäåëèðîâàíèå ðàáîòû âîñüìèçâåííûõ ðû÷àæíûõ ìåõàíèçìîâ VI êëàññà. Îìñêèéãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò. Êîíêóðñ «Êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå», 2007.

íûå âû÷èñëåíèÿ òàì, ãäå ýòî ìîæíî ñäå-ëàòü áûñòðî? Ñèìâîëüíîå äèôôåðåíöèðî-âàíèå � òîìó õîðîøåå ïîäòâåðæäåíèå.

ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ

Çàêàí÷èâàåì ñòàòüþ, êàê ïèñàëè â ïðî-øëîì, «ñ ÷óâñòâîì ãëóáîêîãî óäîâëåòâî-ðåíèÿ», ïðåæäå âñåãî ïîòîìó, ÷òî âïåðå-äè åùå ìíîãî ðàáîòû. Õîòèòå ðàáîòàòü ñíàìè âìåñòå?