Разработка обучающей программы "Устройство и эксплуатация СОЦ БМ9А33БМ3"

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ»

Кафедра тактики и вооружения войсковой ПВО

Дипломная работа

по теме: Разработка обучающей программы «Устройство и эксплуатация СОЦ БМ9А33БМ3»

Минск 2013



ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АВС - антенно-волноводная система

ЗРК - зенитно-ракетный комплекс

ИВП - источник внешнего питания

КСВ - компенсация скорости ветра

КХ - компенсация хода

РТА - радиотехническая аппаратура

РЭА - радиоэлектронная аппаратура

СА - селектор амплитудный

УТС - учебно-тренировочные средства



ВВЕДЕНИЕ

Анализ военных конфликтов последних лет показывает, что войны будущего отличаются предельной напряженностью, носят объемный, высокоманевренный, воздушно-наземный характер, одновременным ведением взаимосвязанных операций (боевых действий) в воздушно-космическом пространстве, на суше, а также характеризуются острой борьбой за захват и удержание стратегической инициативы, резкими изменениями обстановки, форм и способов ведения боевых действий. В них средствам воздушного (воздушно-космического) нападения отводится решающая роль в достижении целей войны, а главным театром военных действий становится воздушное пространство, в котором противоборствующие стороны решают как тактические и оперативные, так и стратегические задачи.

Эти выводы подтверждаются положениями действующих стратегических и оперативных концепций иностранных государств по применению вооруженных сил.

Отработке задач завоевания господства в воздушном пространстве, существенного ослабления экономики и военного потенциала противника в военно-политическом руководстве США и НАТО уделяется огромное внимание.

В данных условиях особую роль играет организация ПВО, в том числе важное значение имеет состояние имеющихся на вооружении ЗРК, наличие у обслуживающих их расчетов глубоких теоретических знаний и практических навыков материальной части для поддержания боеготовности ВВСТ.

Однако боеготовность ЗРК, его надёжная и стабильная работа зависит в первую очередь от наличия у военнослужащих теоретических знаний, практических умений и навыков, а также от правильной и бережной его эксплуатации. Для достижения этих целей необходимо использовать учебно-материальную базу, отвечающую самым современным требованиям.

Процесс внедрения инновационных технологий в Вооруженных Силах Республики Беларусь протекает в соответствии с закономерностями развития самих Вооруженных Сил. Поэтому вполне объяснимо использование компьютерных технологий и для обучения личного состава.

Кроме того износ ресурса имеющихся на вооружении образцов с особой остротой поставил вопрос сохранения ВВСТ при сокращении времени использования для обучения личного состава.

Широкое применение современных компьютерных технологий позволяет сократить затраты на эксплуатацию техники, повысить ее боеспособность, создать полную безопасность тренировок и улучшить эффективность обучения.

В данной работе рассматривается обучающая программа по устройству и эксплуатации СОЦ БМ 9А33БМ3 ЗРК «ОСА-АКМ». Основной целью работы является обучение личного состава порядку проведения технического обслуживания и контролю функционирования с экономией ресурса материальной части боевой машины, созданием наглядности в процессе обучения.

ГЛАВА 1. ТАКТИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

1.1 Тактическое обоснование

Оценивая роль высокоточного оружия (ВТО) в решении задач военных конфликтов последнего десятилетия и учитывая перспективы его развития в начале XXI века, можно с уверенностью утверждать, что оно и впредь будет оказывать определяющее влияние на формирование характера вооруженной борьбы не только в воздушной, но и в воздушно-космической сфере.

Опыт локальных войн и вооруженных конфликтов последних десятилетий свидетельствует о том, что средствам воздушного нападения (СВН) отводилась ведущая роль в ходе боевых действий, особенно в их начальный период.

Причем наряду с такими масштабными действиями, как воздушные операции, широко применяются одиночные и групповые авиационно-ракетные удары по приоритетным объектам: важным элементам систем государственного и военного управления, экономики, энергоснабжения, инфраструктуры, а также по силам и средствам ПВО.

Развитие СВН, а также способов их боевого применения, вынуждает государства совершенствовать силы и средства противовоздушной обороны.

Все это предъявляет новые требования к войскам противовоздушной обороны и прежде всего к уровню подготовки боевых расчетов. Ни одна из сложных и дорогостоящих военно-технических систем не сможет эффективно функционировать без хорошо обученного персонала. При подготовке специалистов для работы на таких системах возникают такие проблемы как непосредственное обучение на реальной боевой технике и в условиях, приближенных к боевым, нередко становится невозможным в силу экономических причин.

Износ ресурса имеющихся на вооружении образцов ВВСТ с особой остротой поставили вопрос его сохранности при сокращении использования вооружения и военной техники в учебных целях. Одним из решений этой проблемы может стать применение обучающих программ, которые бы упростили процесс обучения и позволили сэкономить моторесурс вооружения.

Использование обучающих программ в процессе подготовки специалистов обладает рядом преимуществ перед традиционными методами обучения:

Доступность изложенного материала;

Значительная экономичность;

Наглядность;

Экономия ресурсов техники;

Возможность самоконтроля (с помощью коллоквиума в форме тестов) и т.д.

Одним из направлений повышения качества подготовки расчетов зенитно-ракетных комплексов (далее ЗРК) «Оса-АКМ» является компьютеризация их обучения по различным направлениям, что позволит в определенной степени сократить финансовые и материальные затраты, усовершенствовать процесс обучения. Использование обучающих программ позволит существенно сократить стоимость эксплуатации вооружения в учебных целях.

Обучающая программа предназначена для подготовки начальников расчета по технической подготовке, а так же курсантов 4, 5 курсов факультета противоздушной обороны при проведении полигонной практики и войсковой стажировки.

Широкое применение ЭВМ позволяет сократить затраты на эксплуатацию техники, повысить ее боеспособность, создать полную безопасность тренировок и улучшить эффективность обучения.

Существенно изменяются такие параметры, как время и количество активно обучаемых лиц боевого расчета. Время контроля знаний сокращается в несколько раз.

Простота использования обучающих программ позволяет легко применять их в системе подготовки военнослужащих.

Таким образом, обобщая вышесказанное, можно сделать следующие выводы:

разработка обучающих и тренировочных программ обеспечивает качественную подготовку личного состава, обучение должностных лиц работе на образцах техники и вооружения, в том числе на комплексах войсковой ПВО, тренировку в решении сложных задач по предметам обучения, проведение тренировочных занятий, доводящих до автоматизма практические навыки;

обучение с помощью информационных технологий отходит от традиционных форм обучения в аудиториях под руководством преподавателя в направлении методов, ориентированных на индивидуальный подход к запросам обучаемых;

обучающие программы позволят личному составу без расхода ресурсов вооружения и горючего изучать устройство и принципы действия систем вооружения;

Вопросу сохранности находящейся на вооружении Республики Беларусь ВВСТ с каждым годом уделяется всё больше внимания. Связано это главным образом с тем, что её РЭА построена на аналоговых элементах, срок эксплуатации которых уже близок к завершению. Именно поэтому экономия ресурса техники, качественное обслуживание и бережная эксплуатация являются основными факторами обеспечения боеготовности. Последнее, в свою очередь, невозможно претворять в жизнь без качественно подготовленных специалистов.

1.2 Экономическое обоснование

Ни одна из сложных и дорогостоящих военно-технических систем не сможет эффективно функционировать без хорошо обученного персонала. Для подготовки таких специалистов необходимо решить ряд проблем, основной из которых является непосредственное обучение на реальной боевой технике. Оптимальным выходом из стоящих проблем может стать создание обучающих программ, что поможет обучать личный состав с экономией материальных средств, а так же сохранением ресурсов техники.

Произведя небольшие расчеты можно убедится, что обучение специалистов на реальной технике требует значительных денежных затрат (даже при условии запитывания РТА от ИВП), особенно при использовании штатных средств питания.

Использование обучающих программ позволит значительно снизить расходы. Полученный результат показывает, что использование подобных программ довольно экономично. В соответствии с учебной программой, на изучение устройства и эксплуатации СОЦ отводится 40 часов учебного времени. Проведя расчеты затрат при использовании, за тоже время, боевой машины 9А33БМ3 для обучения личного состава, были получены результаты, которые представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

	Обучающая программа	БМ 9А33БМ3
Расход топлива	0 л/ч	85 л/ч (ДТ)
Расход топлива за 40 часов работы (при питании от БМ 9А33БМ3)	0 л	3400 л
Экономия денежных средств на приобретение топлива при применении обучающей программы вместо боевой машины составит 27 200 000 бел. рублей.
Потребляемая мощность	0.32 кВт	35 кВт
Потребляемая электроэнергия за 40 часов работы (при подключении к промышленной сети)	12,8 кВт/ч	1400 кВт/ч
Экономия электроэнергии при применении обучающей программы составит 1 387,2 кВт/ч или 2 025 312 бел. рубля.



Проанализировав все вышесказанное можно сделать следующие выводы:

обучающие программы позволят личному составу без расхода ресурсов вооружения, горючего и боеприпасов изучать устройство и принципы действия систем вооружения;

разработка обучающих и тренировочных программ обеспечивает качественную подготовку личного состава, обучение должностных лиц работе на образцах техники и вооружения, в том числе на комплексах ПВО, тренировку в решении сложных задач по предметам обучения, проведение тренировочных занятий, доводящих до автоматизма практические навыки;

обучение с помощью современных информационных технологий отходит от традиционных форм обучения в аудиториях под руководством преподавателя в направлении методов, ориентированных на индивидуальный подход к запросам обучаемых.

Использование обучающих программ выгодно с экономической точки зрения, а так же в значительной степени позволяет экономить ресурс техники, что положительно сказывается на сохранности ВВСТ.

Выводом всему сказанному в данной главе будет являться то, что каким бы совершенным и эффективным ни был зенитно-ракетный комплекс, он ещё не обеспечивает успешного ведения противовоздушного боя.

Для успешного ведения боя важным условием является грамотное и правильное проведение контроля функционирования аппаратуры и оценка ее технического состояния.

Проведение контроля функционирования аппаратуры и оценку ее технического состояния осуществляют боевые расчёты, и поэтому от знания ими боевой техники и умения правильно эксплуатировать её, от умения содержать технику в исправном состоянии зависит результат противовоздушного боя.

Для обучения и повышения навыков лиц боевого расчёта в проведении контроля и оценки технического состояния вверенного вооружения и техники, экономии материальных средств и ресурсов техники, одним из наиболее эффективных способов является использование обучающих программ.

ГЛАВА 2. ВЫБОР СРЕДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

2.1 Классификация программ

В основу современного подхода к подготовке военнослужащих, и в первую очередь офицеров, положено требование воспитать творчески мыслящую личность с учетом индивидуальности за счет исключения стандартов в обучении. Объем знаний, которыми должен обладать специалист непрерывно растет. Также изменяется качественный характер знаний. В этих условиях необходимо резко повысить эффективность обучения, исходя из задач подготовки высококвалифицированных специалистов с широким научно-техническим кругозором.

Для того чтобы решить данную проблему с наименьшими затратами сил, средств и времени (без удлинения сроков обучения) необходимо использовать различные технические средства обучения и в частности компьютерную технику.

В наше время существует множество видов программ компьютерного обучения необходимо выбрать наиболее целесообразный тип будущей программы. Для этого рассмотрим их классификацию.

По своему целевому назначению обучающие программы делятся на управляющие, диагностирующие, демонстрационные, генерирующие, операционные, контролирующие, моделирующие и т. д.

Демонстрационные программы дают возможность получить на экране дисплея красочные, динамичные иллюстрации к излагаемому материалу. С их помощью можно продемонстрировать те или иные явления, работу сложных приборов и механизмов, сущность различных технологических процессов, некоторые биологические явления. Демонстрационные программы позволяют показать на экране монитора видеозаписи физических явлений и опытов или их имитацию. При наличии соответствующего оборудования демонстрации можно спроектировать на большой экран, что является очень хорошим подспорьем при объяснении нового материала.

Управляющие и диагностирующие программы ориентированы на управление процессом обучения на занятии, а также в условиях дополнительной индивидуальной или групповой работы. Они позволяют последовательно задавать обучаемым те или иные вопросы, анализировать полученные ответы, определять уровень усвоения материала, выявлять допущенные обучающимися ошибки и в соответствии с этим вносить необходимые коррективы в процесс обучения. В условиях компьютерного обучения процесс контроля и самоконтроля становится более динамичным, а обратная связь обучающихся с преподавателем более систематической и продуктивной.

Генерирующие программы вырабатывают набор задач определенного типа по заданной теме. Они позволяют провести контрольную или самостоятельную работу в учебной группе, обеспечив каждому обучаемому отдельное задание, соответствующее его индивидуальным возможностям.

Операционные пакеты обучающих программ позволяют учащимся самостоятельно ставить и решать задачи с помощью компьютера, изображать те или иные фигуры на экране дисплея, вносить необходимые коррективы в разрабатываемые конструкции, схемы, чертежи отдельных деталей и т. п.

Контролирующие программы специально рассчитаны на проведение текущего или итогового опроса обучаемых. Они позволяют установить необходимую обратную связь в процессе обучения, способствуют накоплению оценок, дают возможность проследить в динамике успеваемость каждого обучаемого, соотнести результаты обучения с трудностью предлагаемых заданий, индивидуальными особенностями обучаемых, предложенным темпом изучения, объемом материала, его характером.

Достаточно широко распространены в военном деле тренажерные системы, часто содержащие в составе дополнительные устройства, управляемые ЭВМ. Они предназначенные для отработки обучаемыми навыков практической деятельности. Использование такого рода систем в военной области возможно при тренировке расчетов для отработки навыков в обращении с вооружением и техникой.

По способу реализации выделяются линейные, разветвленные, ветвящиеся обучающие программы, а также программы, содержащие все указанные признаки.

Наиболее простыми являются линейные обучающие программы, в которых применена стратегия последовательного перехода обучаемых от освоения одного фрагмента учебного материала к другому. Они обеспечивают изучение материала каждым слушателем в своем темпе, но не позволяют учесть в обучении специфические черты умственной познавательной деятельности, уровень подготовки и навыки творческого мышления.

Гораздо более приспособленными являются разветвленные программы, которые обеспечивают для каждого обучаемого собственную стратегию прохождения учебного материала. Достоинством разветвленных программ является то, что с их помощью можно обеспечить глубокую индивидуализацию обучения, учитывающую как степень подготовленности, так и особенности познавательной деятельности. Однако разветвленные обучающие программы обладают серьезным недостатком в методическом плане. Дело в том, что, имея один вход, разветвленная программа обладает большим количеством выходов. При этом в ней отсутствует главное направление прохождения учебного материала. В результате у обучаемых может не сформироваться однозначное и цельное представление о структуре пройденной темы, о взаимосвязи ее составных частей, о том, что является главным в пройденном материале.

Более свободными от указанных недостатков, являются ветвящиеся обучающие программы, которые предусматривают основной или магистральный путь переработки учебного материала и его разветвления в рамках изучения отдельных фрагментов темы с последующим возвращением на магистральный путь. Таким образом, каждый обучаемый проходит последовательно все элементы изучаемой темы, в соответствии с ее структурно-логической схемой, однако, проходит своим путем, в своем темпе, используя различные методические средства, предоставляемые ему обучающей программой.

По степени автоматизации различают обучающие программы с частичной и полной автоматизацией деятельности преподавателя.

В программах с частичной автоматизацией деятельности преподавателя, преподаватель с помощью своего дисплея контролирует ход обучения, вносит в него корректировки и в любой момент может принять на себя управление процессом обучения. Подобные программы можно сделать достаточно гибкими, обеспечивающими реакцию преподавателя на любое, не предусмотренное программой действие обучаемого, однако, они не позволяют достигнуть высокой степени индивидуализации обучения, поскольку при большой аудитории преподаватель не сможет корректировать действие каждого обучаемого.

Программа с полной автоматизацией деятельности преподавателя во время занятия работает автономно по заранее составленной схеме. Роль преподавателя заключается в разработке добротного методического обеспечения, предусматривающего как можно более полный учет возможных учебных ситуаций, различные уровни подготовленности и психологические особенности познавательной деятельности обучаемых.

Степень автоматизации разрабатываемой программы определяется областью применения.

На основании анализа классификации программ, обучающая программа «Устройство и эксплуатация СОЦ БМ9А33БМ3» будет демонстрационной с элементами контроля по своему целевому назначению, ветвящейся по способу реализации, с частичной автоматизацией деятельности преподавателя.



2.1.1 Общие требования к обучающей программе

Чтобы спроектировать эффективную программу для обучения необходимо определить параметры, которым она должна соответствовать. Как к любому программному продукту к разрабатываемой программе должен предъявляется ряд требований, обеспечивающих удобство пользования ею, а именно:

обучающая программа должна быть простой в обращении (с ней должен работать определённый контингент обучаемых);

должно быть сопоставлено время, которое предоставляется для обучения и оптимально необходимый уровень знаний, навыков и умений, получаемый в процессе обучения;

должна содержать ту информацию, которая наиболее эффективно может быть усвоена с помощью компьютера без использования других средств;

должны выполняться требования необходимого уровня яркости, читаемости и различимости знаков, а также контраста светящихся сегментов с фоном;

содержание программы должно соответствовать современному состоянию научного знания;

отсутствие ошибок;

должна позволять проводить не только обучение, но и контроль усвоения материала.

Проектирование обучающей программы предполагает создание вариантов моделей, анализ и коррекцию составных элементов разрабатываемой программы с учётом исходных данных, прогноза учебного процесса и предполагаемого конечного результата.

К исходным данным можно отнести:

1. Степень подготовленности потенциальных слушателей, которая определяется совокупностью нескольких взаимодополняющих факторов, таких как:

- общий уровень образования;

- опыт (наличие навыков и умений, в той или иной мере, сопутствующих данной области обучения);

- способность к быстрому восприятию и анализу (осознанию) новой информации (в большей степени определяет темп обучения);

- индивидуальный творческий потенциал.

2. Наличие полезного (актуального) исходного информационного материала, способного заинтересовать потенциального слушателя.

3. Наличие соответствующего аппаратно-программного обеспечения.

При разработке интерфейса необходимо учитывать несколько групп требований.

Первая группа требований относится к форме вывода информации на дисплей. Практически стандартом стало использование такой модели интерфейса, когда любое взаимодействие пользователя и ЭВМ происходит в отдельном окне.

Когда работающему за компьютером нужно выполнить какое-то действие, не связанное напрямую с текущей работой, ему нет необходимости выходить из системы, сохранять свои данные. В этом заключается самое значительное преимущество многооконных сред - сохранение контекста работы. Пользователь выполняет несколько действий поочередно, но когда все окна у него перед глазами, он скажет что работает с этими окнами одновременно.

Таким образом, достигается концепция рабочего стола, т.е. то, что видит пользователь на экране, очень походит на то, что имело бы место на его рабочем месте, если бы компьютер не использовался.

Необходимо правильно размещать информацию на экране. Объекты, которые по своей роли в системе можно отнести к основным, необходимо группировать в центе экрана, второстепенные же - по периферии. В тех случаях, когда требуется реакция пользователя на некоторые действия, то, если это возможно, при подаче запроса желательно не перекрывать основное рабочее окно, а располагать окно с запросом ниже рабочего.

Следует использовать возможности современных цветных мониторов и различные элементы информации выводить разными цветами. При выборе цветов нужно, как правило, исходить из следующих изображений:

стараться избегать ярких цветов, так как это вызывает быстрое утомление глаз;

красный цвет необходимо использовать только для вывода сообщений об ошибках и прочих критических ситуациях;

цвета объектов и фона должны быть разными, т.е. ни в коем случае не быть оттенками одного и того же цвета;

использовать не более 4-5 цветов объектов на экране, так как излишняя пестрота отвлекает пользователя от решения задачи, действует раздражающе.

Удачное цветовое решение пользовательского интерфейса способствует формированию у пользователей точной и детальной структуры программы и быстрому управлению ею.

Исследователями в области эргономики предлагаются следующие эргономические рекомендации по выбору цветовых решений при формировании пользовательского интерфейса:

учитывать потребности, возможности и опыт пользователей системы, для чего стараться сделать её гибкой, а для выбора цветового кода предлагать пользователю не только возможность самому подбирать цвет, но и представлять ему несколько наборов цветов, обозначающих те или иные структуры страниц экрана компьютера;

при выборе цветов помнить, что пользовательский интерфейс должен способствовать уменьшению рабочей нагрузки пользователя, которому легче узнавать, чем запоминать - набор цветов должен настраивать пользователя на восприятие тех или иных команд, опций, операндов и т.д.;

используемый цветовой код должен отличаться постоянством в плане обозначения соответствующих структур, команд, объектов и т.д.;

использовать цветовой код для привлечения внимания к представляемой информации, для сокращения времени её поиска, улучшения её размещения и запоминания;

использовать цветовой код для надлежащего кодирования разнообразных функций пользовательского интерфейса, таких как: управленческая, коммуникативная, объяснительная, обучающая, иллюстративная, информационно-поисковая, эстетическая и др.;

рассматривать цветовое решение как составную часть пользовательского интерфейса.

Вторая группа требований связана с организацией ввода с клавиатуры. При стандартной клавиатуре следует применять стандартные, устоявшиеся соответствия "клавиша - выполняемое действие", так как это существенно сокращает срок освоения программного продукта.

При расположении на экране объектов, которые могут выбираться с использованием мыши, нужно объединять их в группы, чтобы пользователю не приходилось судорожно дёргать рукой при перемещении курсора по всему экрану.

Третья группа требований связана с организацией диалога. При его проектировании нужно стремиться к тому, чтобы пользователь сам мог выбирать путь развития диалога, т.е. сводить к минимуму число таких ситуаций, в которых программа диктует пользователю, что он должен делать.

Оптимальным будет способ использования стандартных средств, которые весьма профессионально проработаны и согласованы, т.е. формируют у пользователя систему ожидания одинаковых реакций системы на одинаковые действия, сокращают число ошибок пользователя и способствуют тому, чтобы он комфортнее чувствовал себя с программой.

При разработке любого приложения следует уделить внимание графическому оформлению интерфейса. Неправильно подобранные цвета, шрифты и размеры компонентов, наносимых на рабочие формы приложения, сказываются на продолжительности эффективной деятельности операторов.

При соблюдении всех цветовых пропорций, разработанный графический интерфейс способствует снижению количества ошибок, доступности функциональности системы для максимального количества пользователей.

2.1.2 Специальные требования к обучающей программе

Целесообразно выделить специальные требования, к обучающей программе:

программа должна содержать окно с основным меню для работы;

программа должна содержать справку, в которой указывается назначение данной программы, основные органы управления, а так же возможности данной программы;

программа должна содержать процедуру, в которой будет изложен теоретический материал. Теория должна быть изложена в виде текста, с применением рисунков и элементов анимации;

программа должна предусматривать возможность контроля знаний обучаемых по усвоению изученного материала с выставлением оценки. При этом, обучаемый не должен иметь доступ к выходу в основное меню до выставления оценки.

Таким образом, с учётом предъявленных выше общих и специальных требований необходимо выбрать облик обучающей программы, создать алгоритм её работы и разработать программный продукт, позволяющую качественно изучить материал и проводить контроль знаний.

2.2 Анализ средств программного обеспечения

Проводя анализ существующих средств программного обеспечения для создания программ (в частности, программ для обучения) необходимо заглянуть в истоки программирования, а так же проследить этапы эволюции языков программирования, на основе которых, собственно, и появились современные интегрированные среды разработки программ.

В 1971 году профессор Н. Вирт из Института информатики швейцарской высшей политехнической школы в Цюрихе разработал новый язык, получивший название Pascal (в честь математика XVII века Блеза Паскаля). Язык Pascal основан на Алголе и создавался как учебный язык, в нём строго соблюдена структурная линия программирования. В силу своих достоинств Pascal послужил источником для создания многих современных языков программирования, таких как Ada, С и Modula-2.

Язык С первоначально был разработан для компьютеров, использующих операционную систему UNIX. Он является относительно простым языком, в нём нет операций над символьными строками и списками, но, в отличие от Pascal, в нём заложены возможности непосредственного обращения к некоторым машинным командам, к определённым участкам памяти компьютера. Язык С широко используется как инструментальный язык для разработки операционных систем, трансляторов, баз данных, а так же других системных и прикладных программ.

2.2.1 Направления развития языков программирования

В развитии языков программирования выделяются два основных направления: процедурное и непроцедурное. В процедурных языках программа явно описывает действия, которые необходимо выполнить, а результат задаётся способом получения его при помощи некоторой процедуры - определённой последовательности действий. Основными средствами, применяемыми в этих языках, являются величины (в том числе и табличные), присваивания, циклы, процедуры. При построении процедурной программы необходимо ясно представлять, какие действия и в какой последовательности будут производиться при её выполнении. Среди процедурных языков можно, в свою очередь, выделить структурные и операционные языки. В структурных языках одним оператором записываются целые алгоритмические структуры: ветвления, циклы. В операционных языках для этого используется несколько операций. Широкое распространение получили структурные языки Pascal, С, Ada, PL/1 и операционные языки Fortran, Basic, Focal.

Непроцедурное (декларативное) программирование появилось в начале 70-х годов, но его развитие началось в 80-е годы в связи с проектом по созданию компьютеров пятого поколения, целью которого явилась подготовка почвы для создания интеллектуальных машин. К непроцедурному программированию относятся функциональные и логические языки. В функциональных языках программа описывает вычисление некоторой функции. Обычно эта функция задаётся как композиция других, более простых, те в свою очередь разбиваются на ещё более простые, и т.д. Один из основных элементов функционального языка - рекурсия, т.е. вычисление значения функции через значение этой же функции от других элементов. Наиболее распространенными из функциональных языков являются Lisp и Refal. Lisp, являющийся языком обработки списков, давно и активно применяется в системах искусственного интеллекта. Refal, построенный на алгоритмах Маркова, удобен для обработки текстов и является единственным из распространённых в мире языков, разработанным на постсоветском пространстве, а именно - в России. Промежуточное положение занимает язык Logo, который содержит средства и процедурного, и функционального программирования. На начальном уровне он похож на классический процедурный язык, а при решении сложных задач обработки данных на первый план выходят функциональные методы.

Функциональная программа, как и процедурная, описывает действия, которые надо совершить для достижения результата, но её построение требует скорее математического, чем алгоритмического мышления.

В логической традиции программа вообще не описывает действий. Она задаёт данные и соотношения между ними. После этого можно задавать вопросы. Машина перебирает известные (заданные в программе) данные и находит ответ на вопрос. Порядок перебора не описывается в программе, а неявно задаётся самим языком. Классическим языком логического программирования считается Prolog, хотя он и содержит некоторые средства управления перебором, т.е. процедурные элементы. Построение логической программы вообще не требует алгоритмического мышления. Здесь нет динамики, нет описания действий, программа описывает статические отношения объектов, а динамика находится в механизме перебора и скрыта от программиста.

Можно выделить ещё один класс языков программирования - объектно-ориентированные языки сверхвысокого уровня. На таких языках не описывают подробной последовательности действий для решения задачи, хотя они содержат элементы процедурного программирования. Объектно-ориентированные языки, благодаря богатому пользовательскому интерфейсу, предлагают человеку решить задачу в удобной для него форме. Примером такого языка может служить язык программирования визуального общения SmallTalk. Трудно провести чёткую границу между системами программирования сверхвысокого уровня и прикладным программным обеспечением. Как те, так и другие системы позволяют работать с ними неквалифицированному пользователю, не являющемуся программистом.

2.2.2 Объектно-ориентированное программирование

Объектно-ориентированное программирование (ООП) - это совершенно естественный подход к построению сложных и очень сложных программ и систем. Если открыть любую программу Windows, перед нами появляется окно с множеством кнопок, разделов меню, окон редактирования, списков и т.п. Всё это объекты. Причем сами по себе они ничего не делают. Они ждут каких-то событий - нажатия пользователем клавиш или кнопок мыши, перемещения курсора и т.д. Когда происходит подобное событие, объект получает сообщение об этом и как-то на него реагирует: выполняет некоторые вычисления, разворачивает список, заносит символ в окно редактирования. Вот такая программа Windows и есть объектно-ориентированная программа.

Приложение (программа), построенное по принципам объектной ориентации - это не последовательность каких-то операторов и ни какой-нибудь жёсткий алгоритм. Объектно-ориентированная программа - это совокупность объектов и способов их взаимодействия.

Включать объекты в свою программу можно двумя способами: вручную включать в неё соответствующие операторы или путём визуального программирования.

Именно поэтому в конце XX века стандартом интерфейса пользователя компьютерных программ становится графический интерфейс (GUI).

GUI (graphical user interface) - графический интерфейс пользователя, использующий окна (Windows), значки и мышь. Взаимодействие пользователя с программой средствами GUI основано на интуитивно понятных принципах, что обеспечивает продуктивное использование компьютера даже неподготовленным пользователем.

GUI предлагает более сложное и дружелюбное окружение пользователя, чем командно-управляемый интерфейс DOS. Однако при разработке приложений с GUI возникали большие проблемы программирования. Во-первых, программирование вручную всяких привычных пользователю окон, кнопок, меню, обработка событий мыши и клавиатуры, включение в программы изображений и звука требовало всё больше и больше времени программиста. В ряде случаев весь этот процесс занимал много времени разработчика и до 80-90% объёма программных кодов. Причём весь этот труд нередко пропадал впустую, поскольку через год - другой менялся общепринятый стиль графического интерфейса, и всё приходилось начинать заново. Увидеть же закодированные объекты можно было только в ходе исполнения программы. При таком подходе достижение того, чтобы объекты выглядели и вели себя заданным образом, было утомительным процессом, требующим неоднократных исправлений кода с последующим запуском программы и просмотром полученного результата. Выход из этой ситуации обозначился благодаря двум подходам. Первый из них - стандартизация многих функций интерфейса, благодаря чему появилась возможность использовать библиотеки, имеющиеся, например, в Windows. В частности, появился API Windows - интерфейс, в котором описано множество функций, причём от версии к версии набор функций расширяется, внутренне описание функций совершенствуется, но формы вызова функций не изменяются. В итоге, при смене стиля графического интерфейса (например, при переходе от Windows 3.x к Windows 95) приложения смогли автоматически приспосабливаться без какого-либо перепрограммирования. На этом пути создались прекрасные условия для решения одной из важнейших задач совершенствования техники программирования - повторного использования кодов. Однажды разработанные формы, компоненты, функции могли быть в последствии неоднократно использованы для решения их задач. Каждый программист получил доступ к наработкам других программистов и к огромным библиотекам, созданным различными фирмами. Причём была обеспечена совместимость программного обеспечения, разработанного на разных алгоритмических языках.

Вторым революционным шагом, кардинально облегчившим жизнь программиста, явилось появление визуального программирования, нашедшего блестящее воплощение в Adobe Flash CS5. Визуальное программирование позволило свести проектирование пользовательского интерфейса к простым и наглядным процедурам, которые дают за минуты или часы сделать то, на что ранее уходили месяцы работы. В простейшем случае это выглядит так. Вы работаете в Интегрированной Среде

Но достоинства визуального программирования не сводятся к этому. Самое главное заключается в том, что во время проектирования формы и размещения на ней компонентов автоматически формируются коды программы, включающие соответствующие фрагменты, описывающие данный компонент. А затем в соответствующих диалоговых окнах пользователь может изменить заданные по умолчанию значения каких-то свойств этих компонентов и, при необходимости, написать обработчик каких-то событий. То есть проектирование сводится, фактически, к размещению компонентов на форме, заданию некоторых их свойств и написании, при необходимости, обработчика событий.

Благодаря визуальному объектно-ориентированному программированию была создана технология, получившая название быстрая разработка приложений, по-английски RAD - Rapid Application Development. Эта технология характерна для нового поколения систем программирования.

2.3 Выбор и обоснование среды программирования

Важное значение при написании программного продукта имеет выбор среды программирования. В последнее время большое распространение получила среда программирования Macromedia Flash MX. Он чаще используется при написании различных программных продуктов под операционную систему Windows, так как эта операционная система на данный момент является самой распространенной.

Данный язык программирования был выбран из следующих соображений:

обеспечивается визуальная среда разработки приложения;

простота и скорость компиляции и работы приложения;

имеется достаточное количество учебной литературы по данному языку на русском языке;

возможность создания векторных анимационных файлов с небольшим временем загрузки, которые обеспечивают при этом высокую степень интерактивности.

Flash (особенно после появления Flash CS5) является многофункциональным средством, посредством которого можно реализовать доступ к базам данных, поддержку XML, интеграцию видео и аудио, использовать предварительно встроенные шаблоны, процедуру перетаскивания, получать доступ к серверам приложений и шлюзам, работающим в режиме реального времени.

Помимо простого "расширения", во Flash CS5 увеличена "глубина" программы. Это достигнуто с помощью множества функций, усовершенствующих и без того большие возможности программы. В данную версию внесены следующие важные усовершенствования:

папки, предназначенные для систематизации слоев временной шкалы;

новые элементы управления Stage, облегчающие редактирование символов;

средства коллективного использования библиотек;

улучшенная функция Color Mixer (Цветовой микшер);

редактирование на уровне пикселей;

команда "распределения в слои", позволяющая автоматически разнести любое число;

выделенных объектов по своим собственным слоям;

динамические маски;

улучшенные элементы управления звуком;

инструмент Free Transform (Свободное преобразование), позволяющий выполнять несколько операций преобразования, таких как перемещение, вращение, масштабирование, наклон и искажение огибающей без смены инструментальных средств;

графический пользовательский интерфейс программы также претерпел существенные изменения. В данной версии появились сворачиваемые, плавающие панели, экономящие пространство экрана, а также новые панели инспекторов свойств, благодаря которым исчезает необходимость использования многих других диалоговых окон и панелей.

В язык ActionScript были внесены следующие нововведения:

возможность динамически загружать файлы JPEG и МРЗ;

анкерные точки, позволяющие использовать кнопки Forward (Вперед) и Back (Назад) своих броузеров для перехода от анкера к анкеру;

функция Code Hints (Советы по использованию кода), позволяющая в нужный момент просматривать синтаксис команд;

повторное использование компонентов интерфейса перетаскивания;

просмотр текущих компонентов;

усовершенствованная функция отладки;

более полная модель объектов и событий;

расширенная поддержка текстовых полей и форматирования текста;

прикладной программный интерфейс рисования, расширяющий возможности инструментов рисования программы Flash;

ускоренное выполнение функций XML.

При построении любого Flash-фильма используется объектно-ориентированный подход. Это означает, что все элементы фильма интерпретируются как объекты того или другого типа, для каждого из которых заданы некоторые свойства и определен набор допустимых операций. Например, для объекта «Текст» должен быть установлен размер символов, способ начертания, цвет и т. д. Текст можно определенным образом редактировать, вырезать; копировать, создавать на его основе текстовые гиперссылки и т. п. То же самое можно сказать о графических изображениях и о звуке. Тем не менее, при работе с Flash вместо понятия «объект» чаще используется термин символ (Symbol). Основное различие между ними состоит в следующем.

Символ представляет собой своеобразный шаблон объекта с определенным набором свойств. Символ хранится в специальной библиотеке символов (Library) и может быть многократно использован как в одном и том же фильме, так и в нескольких фильмах. Каждая новая копия символа, помещенная в фильм, называется экземпляром символа (Instance). Экземпляр наследует все свойства самого символа, и между ними устанавливается связь: при изменении свойств символа соответствующие изменения автоматически применяются ко всем его экземплярам. Очевидно, что такой подход существенно экономит силы и время создателя фильма. Кроме того, механизм символов позволяет сократить и размер фильма: если в нем используется несколько экземпляров символа, то информация о его свойствах не дублируется. Вместе с тем, вы можете изменять некоторые свойства конкретного экземпляра, что не влияет на свойства символа-оригинала. Например, можно изменить размер и цвет экземпляра, а если речь идет о звуковом символе - добавить тот или иной эффект.

Как правило, динамика в Flash-фильмах обеспечивается за счет того, что в течение некоторого интервала времени изменяются те или иные свойства экземпляра (например, координаты, цвет, размер, прозрачность и т. д.), то есть изменяется состояние экземпляра. С каждым состоянием экземпляра связан отдельный кадр фильма (Frame). Кадр, соответствующий изменению состояния экземпляра, называется ключевым кадром (Keyframe). Ключевой кадр сам рассматривается как объект соответствующего типа, свойства которого пользователь может изменять. Для ключевых кадров предусмотрены специальные функции и команды, предназначение которых мы поясним немного позже.

Динамика смены кадров фильма описывается с помощью временной диаграммы (Timeline). В качестве параметров временной диаграммы можно указывать частоту смены кадров, моменты начала и завершения движения объектов и т. д.

В фильме может использоваться несколько различных объектов. Состояние каждого из них может изменяться независимо от других, либо вообще оставаться неизменным (если, например, некоторый объект используется в качестве фона). Чтобы упростить описание поведения различных элементов фильма, каждый из них помещается, как правило, на отдельный слой (Layer). Разработчики Flash для пояснения роли слоев в фильме сравнивают их с листами прозрачной кальки. Собрав воедино «стопку» таких листов, вы можете получить некую сцену, на которой действуют различные «персонажи». Кстати о сценах. Сцена (Scene) - это еще один термин, используемый при работе с Flash. Каждая сцена представляет собой определенное сочетание слоев. Для простых фильмов бывает достаточно создать и описать одну-единственную сцену, содержащую один слой. Для более сложных может потребоваться создать несколько различных сцен. Переход от одной сцены к другой определяется уже не временной диаграммой, а несколько иным механизмом. В простейшем случае сцены фильма выполняются последовательно, в соответствии с их порядковыми номерами. Для более сложного построения фильма используются средства языка ActionScript.

При создании сложных фильмов достаточно важную роль играет еще одно понятие - клип (Clip, или Movie clip). Клип - это специальный тип символа. Он представляет собой как бы мини-фильм, для которого создается собственная временная диаграмма и устанавливаются собственные параметры (например, частота смены кадров). Клип, как и любой другой элемент фильма, может быть включен в библиотеку символов для многократного использования в фильме. Каждому экземпляру клипа может быть назначено собственное имя.

Любой элемент фильма может быть использован и внутри клипа. Разрешается также создавать «вложенные» клипы. Если требуется описать некоторые дополнительные условия активизации клипа внутри фильма, то для этого могут быть использованы средства языка ActionScript. В состав клипа могут включаться также интерактивные элементы (например, кнопки).

Анимация во Flash основана на изменении свойств объектов, используемых в «мультике». Например, объекты могут исчезать или появляться, изменять свое положение, форму, размер, цвет, степень прозрачности и т. д.

Во Flash предусмотрено три различных механизма анимирования объектов:

покадровая («классическая») анимация, когда автор сам создает или импортирует из других приложений каждый кадр будущего «мультика» и устанавливает последовательность их просмотра;

автоматическое анимирование (так называемая tweened-анимация), при использовании которой автор создает только первый и последний кадры мультипликации, a Flash автоматически генерирует все промежуточные кадры; различают два вида tweened-анимации: анимация, основанная на перемещении объекта (motion animation), и анимация, основанная на трансформации (изменении формы) объекта (shape animation);

анимация на основе сценариев; сценарий представляет собой описание поведения объекта на собственном языке Flash, который называетсяActionScript; синтаксис этого языка напоминает синтаксис других языков сценариев, используемых в Web-публикациях (например, JavaScript и VBScript).

Рисунок 2.1 - Панель времени Adobe Flash CS5

Каждый из этих механизмов имеет как достоинства, так и недостатки. В частности, tweened-анимация обладает двумя несомненными достоинствами:

во-первых, автор избавлен от необходимости создавать каждый кадр в отдельности;

во-вторых, для воспроизведения такого «мультика» Flash достаточно хранить только первый и последний кадры, что обеспечивает значительное уменьшение объема такого фильма.

Вместе с тем, tweened-анимация пригодна для создания лишь наиболее простых сюжетов, в которых свойства объектов изменяются равномерно.

С помощью сценариев на ActionScript можно описать достаточно сложное поведение объектов.



ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОБУЧАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ

программа зенитный ракетный комплекс

Написанию программы, на каком либо языке программирования предшествует разработка алгоритма блок-схемы программы (внешнего облика программы). Из многочисленного набора алгоритмов, мною выбран «ветвящийся» тип алгоритмов. Преимущество данного типа над другими - возможность возвратиться к какому-либо подразделу, программы не заканчивая работы с ней. Недостатком является сложность их создания.

Разработка алгоритма обучающей программы включает в себя:

разработку схемы общего алгоритма обучающей программы;

разработку схем частных алгоритмов обучающей программы, которые предназначены для реализации всех условий обучающей программы. Частные алгоритмы служат для создания универсальных подпрограмм, для реализации всех информационных и контрольных блоков.

Первый блок программы - блок “НАЧАТЬ”. Блоку “НАЧАТЬ” соответствует появление “МЕНЮ”. Здесь пользователь получает возможность выбрать один из четырёх разделов:

“ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БМ”;

“СОЦ БМ”;

“ТЕСТ”;

“О ПРОГРАММЕ”.

Для завершения работы программы необходимо нажать кнопку “ВЫХОД”.

3.1 Разработка блок- схемы программы в режиме обучения

При выборе раздела “ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БМ”, открывается доступ к следующему меню, которое, в свою очередь, включает в себя две кнопки, позволяющие выбрать необходимую тему.



Рисунок 3.1 ? Общий алгоритм обучающей программы

В разделе “СОЦ БМ”, открывается следующее меню, которое включает четыре раздела, позволяющих обучаемому повторить ранее изученный материал.

В разделе “ТЕСТ” пользователю, после выбора соответствующего теста и ввода им своих данных в журнал, будет предложено проверить свои знания по изученному материалу с выставлением итоговой оценки по десятибалльной системе. В коллоквиуме пользователю необходимо ответить на предложенные вопросы. Ответ заключается в выборе правильного варианта из четырех предложенных.

В разделе о программе предоставлена краткая информация об обучающей программе и её разработчиках.

После завершения работы с любым из разделов осуществляется выход на предыдущую панель либо на титульный лист программы, откуда можно выйти из программы или выбрать другой раздел. Разработанный общий алгоритм обучающей программы даёт представление о структуре самой программы и позволяет перейти к разработке частных алгоритмов подпрограмм.

3.2 Создание базы данных для программы

3.2.1 Назначение, состав и ТТХ СОЦ БМ9А33БМ3

Автономная работа БМ по обнаружению и опознаванию воздушных целей обеспечивается СОЦ и аппаратурой НРЗ.

Станция обнаружения цели является трехкоординатной радиолокационной станцией (РЛС) кругового обзора пространства с импульсным зондирующим сигналом. Скорость вращения антенны по азимуту-33 об/мин (198 град/с). Размер зоны обзора по углу места назначается решением командира и может принимать значения 4,8 или 28 град (I ЛУЧ, II ЛУЧ или III ЛУЧ). Максимальная дальность обнаружения целей-45км. СОЦ имеет защиту от пассивных и несинхронных импульсных помех. РЛС выдает точное целеуказание (ЦУ) на ССЦ по дальности и азимуту и грубое по углу места.

В состав СОЦ входят:

Антенно-волноводная система (АВС);

Передающая система;

Система АПЧМ;

Приемная система;

Индикатор кругового обзора (ИКО);

Блок ЧПК;

Система стабилизации;

Панель укладки антенны СОЦ;

Шкаф управления;

Блоки питания.

Передающая система формирует некогерентную последовательность простых радиоимпульсов на заданной несущей частоте с импульсной мощностью Ри = 140-160 кВт.