CC BY
0
УДК 004.94
Жаксыгельдин Е.А. Ацшраттъщ ЖYйелер мамандыгыныц магистранты, Байтурсынов атындагы Костанай вщрлж университетi,
Казакстан, Костанай АбатовН.Т., гылыми кецесшi,
Профессор
физика-математика гыл^1мдарыныц кандидаты, Ацпараттыц ЖYйелер жэне информатика кафедрасыныц доцентi А. Байтурсынов атындагы Костанай вщрлж университетi,
Казакстан, Костанай
Б1Л1М БЕРУ ЖУЙЕЛЕРШ КОМПЬЮТЕРЛ1К МОДЕЛЬДЕУ
Мацала KYpdeni ЖYйелердi талдау жэне басцару y^íh muiMÓi цурал реттде имитациялыц модельдеуге арналган. Модельдi цуру Ke3e^depi, жуйелж-дшамикалыц тэсЫдщ артыцшылыцтары жэне компьютерлж модельдеудщ нeгiздeлгeн шeшiмдeрдi цабылдаудагы мYмкiндiктeрi царастырылады.
TYM^i свздер: имитациялыц модельдеу, ЖYйeлiк-динамикалыц тэсш, компьютерлж модельдеу, математикалыц модель, стратегиялыц жоспарлау, басцару, бтм беру ЖYйeлeрi.
Zhaxygeldin Y.A.
Master's student of the specialty information systems, Kostanay Regional University named after A. Baitursynov,
Kazakhstan, Kostanay Abatov N.T. , Candidate of Physical and Mathematical Sciences
scientific consultant Professor Associate Professor of the Department of Information Systems and Informatics Kostanay Regional University named after A. Baitursynov
Kazakhstan, Kostanay
COMPUTER MODELING: OPTIMIZATION TASKS
Abstract:The article is devoted to simulation modeling as an effective tool for the analysis and management of complex systems. The stages of model creation, the advantages of the system-dynamic approach and the possibilities of computer modeling for making informed decisions are considered.
Keywords: simulation modeling, system-dynamic approach, computer modeling, mathematical model, strategic planning, management, educational systems.
Бшм беру жYЙесi кYPделi шю к¥PылымFа ие, онын к¥рамында бiрнеше iшкi жYЙелерге декомпозиция жасауFа болады: баскару, мектепке дешнп, бастауыш, орта, кэЫби, косымша бiлiм беру, тэрбие, каржы, сырткы экономикалык сала. Бiлiм беру баскарудын иерархиялыFымен жэне онын жеке шю жYЙелерiнiн белсендiлiгiмен сипатталады, онын элементтершщ езара эрекеттесуi сырткы ортанын шю к¥PылымFа эсер ету сипатын ескере отырып карастырылады. [1]
Бiлiм беру жYЙесi модельдеу объектiсi ретiнде мынадай сипаттамаларFа
ие:
- жYЙе туралы сапалык сипаттаFы бiлiмнiн болуы, модельдеу объеклсш сипаттау мен к¥рылымдауда сарапшылардын бiлiмi Yлкен рел аткарады;
- бастапкы акпараттын жоFары денгейдегi белг^здт. Белгiсiздiк iшкi жэне сырткы болып белiнедi.
• Iшкi белгiсiздiк - б^л шешiм кабылдаушы т¥ЛFа толыктай бакылай алмайтын, бiрак OFан ыкпал ете алатын факторлардын жиынтыFы (мысалы, iшкi элеуметтiк-экономикалык жаFдай, тэуекел факторлары жэне т.б.).
• Сырткы белг^здш сырткы ортамен езара эрекеттесу сипатына байланысты аныкталады - б^л шешiм кабылдаушы тYЛFа тарапынан элсiз бакыланатын факторлар (экологиялык, демографиялык, сырткы саяси жаFдай жэне т.б.).
Бiлiм беру жYЙесi - б^л кYPделi динамикалык жYЙе. Сондыктан бiлiм беру жYЙесiн модельдеу эдiсi ретiнде компьютерлiк модельдеудi тандау орынды, себебi ол карастырылып отырFан кYPделi динамикалык жYЙенiн к^рылымын тиiстi денгейде бейнелеуге жэне белг^здш факторларын модельге енгiзуге мYмкiндiк беред^
Компьютерлiк модельдеу сарапшылар мен пэндш сала мамандарынын катысуымен жYЙе туралы бiлiмдi бiртiндеп терендетудi камтамасыз ететш модельдi эзiрлеудiн итеративтi процесiн жYзеге асырады.
Компьютерлiк модельдеу баска тэсшдермен салыстырFанда бiркатар артыкшылыктарFа ие. Атап айтканда, ол кептеген айнымалыларды ескеруге, сызыктык емес процестердiн дамуын, синергетикалык эсерлердiн пайда болуын болжауFа мYмкiндiк бередi. Компьютерлiк модельдеу тек болжам жасауFа Fана емес, сонымен катар ен колайлы окиFалардын дамуына экелетш баскарушылык эсерлердi аныктауFа мYмкiндiк беред^ Компьютерлiк модельдеу нэтижесiнде алынFан сапалы корытындылар кYPделi жYЙенiн к^рылымы, даму динамикасы, т^рактылыгеы, т^тасты^ы жэне баска да касиеттерш аныктауFа мYмкiндiк беред^ Сандык корытындылар, негiзiнен, жYЙенi сипаттайтын айнымалылардын кейбiр болашак немесе еткен мэндерш болжау немесе тYсiндiру сипатында болады. Компьютерлiк модельдеудiн
непзп 6aFbiTrapbiHbiH, 6ipi - объектшщ ж^мыс ютеушщ ец жоFaры кeрсеткiштерiне кол жетюзу максатында OFaH сырткы эсер етудщ оцтайлы н^скаларын iздеу. Компьютерлш модельдеу - кYPделi жYЙелердi талдау жэне синтездеу мiндеттерiн шешудiн тиiмдi эдiсi. Компьютерлiк модельдеудiн эдiснaмaлык негiзi - жYЙелiк талдау. Сондыктан кейбiр дереккездерде «компьютерлш» терминiмен катар жYЙелiк модельдеу терминi колданылады, ал жYЙелiк модельдеу технологиясын мецгеруге жYЙелiк аналитиктер тaртылFaн. Алайда дэстYрлi модельдеу тYрлерi компьютерлiк модельдеуге карсы койылады деп карастыру д^рыс емес. Керiсiнше, бYгiнде модельдеудiн барлык тYрлерiнiн езара ену^ модельдеу сaлaсындaFы эртYрлi акпараттык технологиялардыц симбиозы, эсiресе кYPделi косымшалар мен модельдеу бойынша кешендi жобалар Yшiн басым YPдiске айналуда [2].
Мысалы, имитациялык модельдеу eзiне концептуалды модельдеудi (имитациялык модельдi калыптастырудыц бастапкы кезецдершде), жекелеген iшкi жYЙелердi сипаттау максатында логикалык-математикалык модельдеудi (жасанды интеллект эдютерш коса aлFaндa), сондай-ак есептеу экспериментшщ нэтижелерiн ецдеу мен талдау жэне шешiм кабылдау процедураларында камтиды; есептеу экспериментш жоспарлау жэне жYргiзу технологиясы, тиiстi математикалык эдiстермен бiрге, физикалык модельдеуден имитациялык модельдеуге енгiзiлген; соцында, кeпмодельдi кешендердi стрaтификaциялaнFaн сипаттау Yшiн к¥рылымдык -функционалдык модельдеу колданылады. Компьютерлж модельдеудiн калыптасуы имитациялык модельдеумен байланысты жэне бiркaтaр eзiндiк ерекшелжтерге ие. Имитациялык модельдеу - б^л жYЙелiк талдау эдiснaмaсын пайдаланатын компьютерлж модельдеудiн тYрлерiнiн бiрi, оныц непзп процедурасы шынайы жYЙенiн барлык факторларын бейнелейтiн жaлпылaнFaн модель к¥ру болып табылады, ал зерттеу эдiснaмaсы ретшде есептеу экспериментi колданылады. Имитациялык модель катац максатка бaFыттaлFaн тYPде к¥рылады, сондыктан ол зерттелетiн объектiнi адекватты бейнелеумен сипатталады, ал жYЙенiн логикалык-математикалык моделi жYЙенiн ж^мыс ютеу aлгоритмiн бaFдaрлaмaлык тYPде iске асыруды бiлдiредi. Имитациялык модельдеуде модельденетiн жYЙенiн к¥рылымы модельде дэл бейнеленедi, ал оныц ж^мыс iстеу процесi к¥рь^ан модельде имитацияланады. Имитация деп компьютерлерде модельдермен, яFни белгiлi бiр компьютерлш бaFдaрлaмaлaр жиынтыFы (кешенi) ретiнде ¥CынылFaн модельдермен эртYрлi сериялы эксперименттер жYргiзудi айтады. Модельденетiн объектiнiн сипаттамаларын салыстыру н^скаларды есептеу аркылы жYзеге асырылады. Имитациялык модельдеуде ерекше рeлдi модельденетш процестердi бiрнеше рет кайта жа^ырту жэне оларды кейiннен статистикалык eцдеу мYмкiндiгi аткарады, б^л зерттелетiн объект^е кездейсок сырткы эсерлердi ескеруге мYмкiндiк бередi. Компьютерлiк эксперименттер барысында жинакталатын статистика негiзiнде шынайы объектiнiн немесе к¥былыстыц белгiлi бiр н^скасыныц ж^мыс iстеуi немесе конструкциясы туралы корытынды жасалады. СонFы уакытта сaрaпшыFa «Не
icTey керек, егер ...» деген Kepi с^ракка жауап беру кезшде кемек керсете алатын жYЙeлepдi эзipлey бойынша зерттеулер жYpгiзiлyдe. Б^л «максатты модельдеу» ретшде карастырылуы мYмкiн, м^нда жYЙeгe максатты ^йдщ кеpceткiштepi, сондай-ак реттеушшердщ ыктимал тiзiмi олардыц езгеру аукымы мен кадамын керсете отырып енпзшедт ЖYЙe автоматты немесе жартылай автоматты режимде осы реттеушшердщ мэндершщ комбинациясын аныктап, бepiлгeн максатты кYЙгe кол жeткiзeдi [3]. ЖYЙeлiк-динамикалык тэсш мэселеш туындаткан жэне оны колдап отыpFан себептер жYЙeciн тYciнyгe тырысудан басталады. Осы максатта эpтYpлi дереккездерден кажетл деректер жиналады, соныц шшде эдебиеттер, акпаpаттандыpылFан тYЛFалаp (менеджерлер, трынушылар, бэсекелестер, сарапшылар), сондай-ак арнайы сандык зерттеулер жYpгiзiлeдi. Мэселенщ себептерш элементарлы талдау аякталFаннан кeйiн формалды модель к¥PаcтыpылFан болып саналады. АлFашында ол себеп-салдарлык байланыстарды кеpceтeтiн логикалык диаграммалар тYpiндe ^сынылады, кeйiн б^л диаграммалар жeлiлiк модельге тYpлeндipiлeдi. Содан кешн б^л жeлiлiк модель автоматты тYPдe оныц математикалык аналогына - модельдеу жYЙeciнe eнгiзiлгeн сандык эдютер аркылы шeшiлeтiн тецдеулер жYЙeciнe тYpлeнeдi. АлынFан шeшiм графиктер мен кестелер тYpiндe ^сынылады, олар одан эpi сыни талдаyFа ^шырайды. Нэтижeciндe модель кайта каралады (жeлi тушндершщ кeйбip паpамeтpлepi езгepeдi, жаца тYЙiндep косылады, жаца байланыстар орнатылады немесе б^рышы байланыстар езгepeдi жэне т.б.), содан кешн модель кайтадан талданады жэне ол накты жаFдаЙFа жeткiлiктi дэрежеде сэйкес келгенге дешн б^л процесс кайталанады. Модель к¥PылFаннан кeйiн онда баскарылатын параметрлер epeкшeлeнeдi жэне осы параметрлердщ мэceлeнi шeшeтiн немесе оныц мацызды болмауына экeлeтiн мэндepi тацдалады [4].
Модельдеу пpоцeciндe OFан катысушылардыц мэceлeнi тYciнyi бipтiндeп терецдей тYceдi. Алайда, ¥CынылFан баскару шeшiмдepiнiн ыктимал салдарына катысты олардыц интуициясы жиi математикалык модeльдi м^кият к¥PУFа нeгiздeлгeн тэciлдeн ceнiмciз болып шыгеады. Б^л бастапкыда кеpiнгeндeй тацкаларлык емес. Компьютерлж модельдеу - б^л адамныц интуициясын колдаудыц жэне нактылаудыц ец тиiмдi ^р&лдарыныц 6îpî. Осылайша, ^ipri заманFы акпараттык технологиялар саласында имитациялык модельдеу элeмдiк Fылыми зерттеулер мен практикалык кызметте ете мацызды мэнге ие болуда. Имитациялык модельдеу аркылы ец кец мэceлeлepдi шешу тиiмдi тYPдe жYзeгe асырылады - стратегиялык жоспарлау, бизнес-модельдеу, менеджмент (эpтYpлi каржылык жобаларды модельдеу, ендipicтi баскару), реинжиниринг, жобалау, сондай-ак бiлiм беру жYЙeлepiн модельдеу жэне болжау салаларында [5].
ПайдаланылFан эдебиеттер TÎ3ÎMi
1. Рубцов В.В., Маргулис А.А., Пажитнов А.Л. Компьютер как средство учебного моделирования // Информатика и образование. - 1987. - №5.
2. Фокин М.Л. Дидактические требования к учебным моделирующим программам на ЭВМ // Основные аспекты использования информационной
технологии обучения в совершенствовании методической системыобучения. - М., 1987.
3. Информатика: Учеб. Пособие для студ. пед. вузов / А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; Под ред. Е.К. Хеннера. - 2-е изд., стер. - М.: Изд. Центр «Академия», 2001.
4. Кострюков С.А., Максимов В.Е., Пешков В.В., Шунин Г.Е. Метод конечных элементов в компьютерном моделировании физико -технических систем. // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: Изд. ВГТУ, 1997. С. 136-141.
5. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А.А. Алямовский и др. М.: Книга по Требованию, 2015. 245 с.
