Academic literature on the topic 'Аналітична комп’ютерна система'

Робота присвячена комп’ютерному моделюванню систем, що змінюються з часом. У процесі пізнання та практичної діяльності людство широко використовує різноманітні моделі. Моделювання – це універсальний метод наукового пізнання, який базується на побудові, дослідженні та використанні моделей об’єктів і явищ. Найбільш важливим різновидом моделей є математичні моделі. До їхньої основи покладено припущення про те, що всі параметри досліджуваного об’єкта можна подати у кількісному вигляді й описати математичними співвідношеннями. Унаслідок широкого впровадження обчислювальної техніки і відповідного програмного забезпечення методи математичного моделювання поширилися в повсякденній практиці. Комп’ютерна реалізація дослідження складних математичних моделей ґрунтується на основі чисельних методів. Тому сучасне математичне моделювання завжди передбачає застосування чисельних методів аналізу та комп’ютерних обчислювальних експериментів. Водночас значення аналітичних методів з розвитком ЕОМ і обчислювальної математики ніяк не зменшується. Великі можливості проведення математичного моделювання відкриває, наприклад, матрична система комп’ютерної математики MATLAB у дослідженні складних технічних процесів, які характеризуються нелінійністю та багатогранністю зв’язків між елементами. Система пристосована до будь-якої галузі науки й техніки,міст ить засоби, які особливо зручні для електро- і радіотехнічних обчислень (операції з комплексними числами, матрицями, векторами й поліномами, опрацювання даних, аналіз сигналів, моделювання динамічних процесів і цифрова фільтрація). У роботі обґрунтовано динаміку процесів у лінійному колі (електричному фільтрі), побудовано математичну модель, що відображає процес протікання електричного струму в колі, у вигляді системи диференціальних рівнянь другого порядку. Отриману систему диференціальних рівнянь розв’язано аналітичним методом. Крім того, на основі вбудованих в MATLAB чисельних алгоритмів розв’язування звичайних диференціальних рівнянь побудовано наближений розв’язок математичної моделі, що відображає зміну струму в колі залежно від часу. Поряд з цим, використовуючи пакет імітаційного моделювання Simulink, складено структурну модель, яка повністю імітує роботу електричного фільтру. Розв’язок диференціального рівняння можна побачити на віртуальному осцилографі, який дозволяє представити результати моделювання у вигляді часових графіків або у вигляді чисел, графіків, таблиць.

Стаття присвячена визначенню відповідності навиків працівниківорганів управління природокористуванням і охороною навколишньогосередовища України сучасним трендам цифрової економіки. Дослідженорівень використання інформаційних технологій загалом та відповідноїтрансформації потреб менеджменту. Показано роль інформаційноцифрових технологій для підвищення ефективності об’єкта управління.Досліджено інформаційно-аналітичні системи, які реалізовані в органахуправління природокористуванням і охороною навколишньогосередовища в Рівненській області на трьох рівнях: обласному, районномута міському. Проведено опитування адміністративного персоналу.Описана систематизація циркулюючих документів здійснюється за рядомкласифікаторів. В умовах цифровізації автоматизовані системиуправління виконують різноманітні функції. Визначено, що основноюпотребою, що задовольняється з використанням цифрових технологій, єархівування та реєстрація документів. На районному рівні зареєстрованобільше всього органів управління, де комп’ютерну інформаційноаналітичну систему або її елементи не впроваджено. Доведено низькийрівень і незацікавленість керівників у використанні інформаційногозабезпечення в процесі прийняття управлінських рішень. встановлено,що для інформаційного підтримки управлінської діяльності найбільшимпопитом користуються бази даних з питань фінансово-економічноїдіяльності, нормативно-правового, кадрового, ресурсного, матеріальнотехнічного забезпечення та еколого-статистичні. Визначені головнізавдання, які повинна вирішувати інформаційно-аналітична система зпитань охорони природного середовища України, в умовах цифровізації.Інформаційно-аналітична система повинна бути диференційована таорієнтована на сучасні потреби управління природокористуванням;поєднанням екологічних, економічних та нормативних підсистемзабезпечувати комплексний аналіз інформації; орієнтована наперспективу розвитку охорони довкілля в умовах цифровізації.

Актуальність теми дослідження. Перколяційні методи показують високу ефективність під час дослідження речовини, генезису й еволюції зв'язкових областей у матеріалах. У таких задачах вивчається і кластерна система фізичного тіла, і її вплив на об’єкт загалом. Вивчення структури та властивостей перколяційних кластерів дозволить досліджувати і прогнозувати поведінку об’єктів (твердих тіл) у різних умовах зовнішнього середовища, генезис їх утворень у часі. Постановка проблеми. Практичне дослідження кластерних систем у твердих тілах пов’язано зі складністю і трудомісткістю експериментів. Основні проблеми полягають у тому, що для отримання достовірної інформації про структуру і властивості необхідно синтезувати кластери із широким діапазоном параметрів і створити надійну систему їх діагностики. Аналіз останніх досліджень і публікацій. У статті наведено огляд останніх публікацій в українських і закордонних журналах, включаючи експериментальні й теоретичні роботи, що містять дослідження самоорганізованої критичності. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. У наведених дослідженнях розширюються можливості опису процесів генерації та еволюції кластерних систем у твердих тілах; міститься гіпотеза, що дозволяє істотно збільшити кількість варіантів кластероутворення. Постановка завдання. Провести імітаційне моделювання кластероутворення із взаємодіючими елементами за допомогою методу Монте-Карло. Визначити залежності параметрів перколяційних систем, що самоорганізуються, від ступеня самоорганізації, довжини кореляції, швидкості генерації системи та інших параметрів. Отримати аналітичні вирази залежностей та значення відносної похибки. Виклад основного матеріалу. Для вирішення задач, пов’язаних із практичним дослідженням кластерних систем, розроблено програмний комплекс моделювання кластероутворення, у якому імітується взаємодія кластеркластер і кластер-частка. У моделі вирішується багатовимірна перколяційна задача. Як алгоритм зростання кластерів використовується шлях послідовного нарощування заданої кількості часток. Висновки відповідно до статті. Комп'ютерні розрахунки, проведені, зокрема, методом Монте-Карло, дають найбільш надійні передбачення властивостей перколяційних систем. У роботі отримані аналітичні вирази для залежностей потужності нескінченного кластера, радіус-вектора центра мас, ступеня анізотропії та фрактальної розмірності від відстані агрегації, від кількості часток, генерованих на кожній ітерації, та від кількості актів взаємодії між елементами кластерної системи.

Інтенсивне впровадження електротехніки, радіотехніки й електроніки майже у всі галузі народного господарства, науку, техніку, медицину, побут поставило перед широким колом фахівців (радіоінженери, інженери з прискорювальних установок, з ядерної техніки, електроніки, автоматики тощо) завдання активного освоєння методів розрахунків електродинамічних задач. Створення та експлуатація новітніх радіоелектронних пристроїв та приладів визначають зростаючу потребу у добре підготованих фахівцях радіотехнічного напряму.У сучасній радіотехніці й зв’язку широке застосування знаходять електромагнітні хвильові процеси і різноманітні пристрої, у яких ці процеси відіграють суттєву роль: передавальні лінії й хвилеводи, випромінювачі й приймальні антени, об’ємні резонатори й фільтри, невзаємні пристрої з феритами, елементи обчислювальних машин і комутаційних пристроїв, що працюють у сантиметровому або оптичному діапазоні.Курс «Технічна електродинаміка» та подібні до нього є обов’язковими для вивчення під час підготовки фахівців. Крім того, електродинаміка є важливою частиною теоретичної фізики, тому курси з електродинаміки читаються у переважній більшості університетів, й, у тій або іншій формі, і в ряді вищих технічних навчальних закладів.За програмою цього курсу найчастіше розглядаються наступні теми:1. Елементи векторного аналізу та математичної теорії поля2. Рівняння Максвелла3. Пласкі електромагнітні хвилі4. Відбиття та переломлення пласких електромагнітних хвиль5. Стале електричне поле6. Стале магнітне поле7. Поширення електромагнітних хвиль8. Хвилеводи9. Об’ємні резонаториВивчення вище перелічених тем вимагає використовувати такі операції з математичної теорії поля, як градієнт, ротор, дивергенція, скалярний та векторний добуток векторів тощо, розв’язувати рівняння у частинних похідних за методами Д’Аламбера (поширення хвиль), відокремлення змінних (рівняння Лапласа, Пуассона, Гельмгольця), визначати структури полів (типи хвиль) у хвилевідних лініях та об’ємних резонаторахЗ іншого боку, чільне місце у підготовці майбутнього фахівця посідає місце вміння використовування систем комп’ютерної математики (СКМ). Підготовка майбутнього фахівця до використання інформаційно-комунікаційних технологій має відбуватися не тільки на заняттях з дисциплін природничо-наукового циклу, а насамперед під час вивчення фундаментальних дисциплін.До простих і відносно нескладних систем комп’ютерної математики, щоправда з дещо обмеженими можливостями, відносять системи Derive та різні версії системи Mathcad. Система Derive вважається навчальною СКМ початкового рівня. Вона функціонує на основі мови штучного інтелекту (MuLisp) і є найменш вимогливою до апаратних можливостей персональних комп’ютерів: це єдина система, яка здатна працювати навіть на комп’ютерах раритетного класу IBM PC ХТ без жорсткого диску. Проте за можливостями вона не може конкурувати з системами більш високого класу ані у чисельних розрахунках, ані у символьних перетвореннях, ані у графічній візуалізації результатів обчислень.До середнього рівня СКМ відносять системи класу Mathcad. Ця СКМ має висококласну систему чисельних обчислень, проте дещо обмежену систему символьних перетворень, що реалізовано системою MuPAD (достатньо сказати, що лише 300 функцій ядра MuPAD доступні у Mathcad). Втім, графічні можливості різних версій Mathcad мало чим поступаються графіці більш складних СКМ.Більшість перших CKM призначалася для чисельних розрахунків. Їх результат завжди конкретний – це або число, або набір чисел, що зображується у вигляді таблиці, матриці або точок графіків. Однак вони не надавали можливості одержати загальні формули, що описують розв’язок задач. Як правило, з результатів чисельних обчислень неможливо було зробити загальні теоретичні, а часом і практичні висновки. Символьні (чи, інакше, аналітичні) операції – це якраз те, що кардинально відрізняє системи класу Maple та Mathematica (і подібні їм символьні математичні системи) від систем для виконання чисельних розрахунків. Під час виконання символьних операцій завдання на обчислення складаються у вигляді символьних (формульних) виразів, і результати обчислень також подаються у символьному вигляді. Числові результати при цьому є окремими, частковими випадками символьних.Вирази, що зображено у символьному вигляді, відрізняються високим ступенем загальності.Maple та Mathematica мають приблизно однакові можливості як в галузі символьних обчислень, так і в галузі числових розрахунків. Варто відзначити, що інтерфейс Maple є більш інтуїтивно зрозумілим, ніж у більш строгої системи Mathematica. Обидві системи в останніх реалізаціях зробили якісний стрибок у напрямі ефективності розв’язання задач в числовому вигляді, зокрема через підвищення швидкості виконання матричних операцій або застосування СКМ Matlab.Як ілюстрацію застосування СКМ Maple до курсу технічної електродинаміки розглянемо кілька прикладів розв’язання типових задач.1. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке має в декартовій системі координат єдину складову .with(VectorCalculus):F := VectorField(<20*sin(x/Pi),0,0>, ’cartesian’[x,y,z]); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 2. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке характеризується такими складовими в циліндричній системі координат: , Аφ = 0, Аz = 0.F := VectorField(<10/r^2,0,0>, ’cylindrical’[r,phi,z]); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 3. Визначити дивергенцію і ротор векторного поля , яке має в сферичній системі координат єдину складову Аθ = 8r ехр (– 10r).F := VectorField( <0,0,8*r*exp(-10*r)>, ’spherical’[r,phi,theta] ); div := Divergence(F); rot := Curl(F); 4. Побудувати структуру поля для хвилі типу Н12 у прямокутному хвилеводіcontourplot(H0*cos(m1*Pi*x/a)*cos(n1*Pi*y/b), x=0..a, y=0..b, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, labels=["a","b"], title="Структура поля класу H (TE)"); 5. Побудувати структуру поля для хвилі типу Е21 у прямокутному хвилеводіcontourplot(E0*sin(m*Pi*x/a)*sin(n*Pi*y/b), x=0..a, y=0..b, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, labels=["a","b"], title="Структура поля класу Е (TM)"); 6. Побудувати структуру поля для хвилі типу Е21 у круглому хвилеводіcontourplot([r,phi,E0*(epsilonmn/R)^2*BesselJ(m,r*epsilonmn/R)* sin(m*phi)], r=0..R, phi=0..2*Pi, coords=cylindrical, contours=30, numpoints=2000, coloring=[white,white], filled=true, title="Структура поля класу Е (TM)"): З вище викладеного та проілюстрованого випливає, що систему комп’ютерної математики Maple доцільно використовувати під час викладання курсу «Технічна електродинаміка» або подібні до нього, особливо на практичних заняттях або під час самостійної підготовки студентів, щоб суттєво зменшити час на непродуктивні дії обчислень чи графічних побудов.

В умовах інтенсивного розвитку нових інформаційних технологій особливої актуальності набуває організація підготовки студентів вищих навчальних закладів з інформатики. У зв’язку з новими завданнями вищої школи, стають все більш відчутними недоліки процесу організації навчання (переважно репродуктивний характер викладу матеріалу, стандарти у проведенні занять) і, як наслідок, пасивність студентів, слабкий вплив на розвиток особистості, зниження інтересу до навчання. Перебудова системи вищої освіти зорієнтована на розвиток пізнавальної самостійності і активності студентів, на формування в них творчого мислення, виховання інтересу до навчання.Пошуки шляхів удосконалення організації навчального процесу висунули на передній план системний підхід до навчання. Системне навчання – це спеціально організована пізнавальна діяльність студентів, яка, враховуючи індивідуальні відмінності, спрямована на оптимальний інтелектуальний розвиток кожного студента й передбачає структурування змісту навчального матеріалу, добір форм прийомів і методів навчання.Насамперед проаналізуємо форми навчання. В переважній більшості вузів надають перевагу традиційним формам навчання – очній і заочній. Ведуться численні дискусії про те, якою має бути освіта в новому XXI столітті. Широкої популярності набуває дистанційна освіта. ЇЇ активне поширення є відгуком систем освіти багатьох країн на процес просування до інформаційного суспільства. Дистанційна освіта – це завершена форма, що поєднує елементи очного, очно-заочного і вечірнього навчання на основі інформаційних технологій та систем мультимедіа. Утворення і застосування дистанційних видів інформаційних освітніх технологій може вирішити проблеми підготовки викладачів на сучасному рівні. Телекомунікаційна передача матеріалів навчальних курсів дає змогу планувати знання, використовувати педагогічну та наукову інформацію як в освітній установі, так і вдома або на робочому місці. Сучасні засоби телекомунікацій і електронних видань дозволяють перебороти недоліки традиційних форм навчання, зберігаючи при цьому усі їх переваги.Система дистанційної освіти дозволить тим, хто навчається, отримати як базову, так і додаткову освіту паралельно з їх основною діяльністю. Необхідно здійснювати важливі заходи щодо впровадження технологій дистанційної освіти в навчальний процес, тобто, науково-методичну роботу, спрямовану на розробку підходу до підготовки і викладання дисциплін з використанням технологій дистанційної освіти.На сучасному етапі необхідна пристосована до власних умов вузу технологія організації навчального процесу. Пропонується схема (рис. 1) організації навчального процесу при вивченні інформатики та інформаційних технологій у технічному університеті.Рис. 1. Практична реалізація даних вимог можлива тільки на основі індивідуалізації навчальних планів. Система організації навчального процесу повинна будуватись з поступовим зростанням складності, неперервності підготовки навчання, сприяти протидії виробленню стереотипів, містити достатню кількість предметів для досягнення необхідного рівня підготовки пов’язаного з майбутньою практичною діяльністю. Навчання буде ефективним, якщо дотримуватись певних загально методичних вимог та принципів: науковості, систематичності, доступності, динамічності, зв’язку навчання з життям та основних принципів організації навчального процесу:проведення лекційних занять не лише в аудиторіях, але й в комп’ютерних класах (в залежності від теми) з використанням комп’ютерних проекторів, тренажерів, автоматизованих навчаючих систем тощо;закріплення за кожним студентом персонального комп’ютера при проведенні лабораторних занять;методичне забезпечення дисципліни відповідною літературою та прикладними програмами;індивідуальний підхід і розробка різних за складністю завдань в залежності від рівня підготовки студента;використання активних методів навчання для ефективного засвоєння знань;поєднання теорії з практикою;розвиток пізнавальної діяльності студентів.Роль викладача у системних дослідженнях навчального процесу дуже велика і проблематична. Об’єктивність інформації з боку викладача, пов’язана зі змістом навчального процесу, його плануванням і управлінням, повинна забезпечуватися професіоналізмом і ефективністю результатів роботи. Головним у розумовому розвитку тих, хто навчається, є не лише метод навчання, а й зміст навчання. В процесі навчання викладачі найчастіше використовують інформаційно-повідомляючий та пояснювальний методи навчання. Та студент повинен не тільки сприймати навчальну інформацію, а також виробляти своє відношення до знань. Щоб активізувати мислення студента, необхідно сформулювати перед ним задачу, створити таку ситуацію, щоб виникла особиста зацікавленість в її розв’язанні. Заняття потрібно проводити у вигляді ділової гри, створювати проблемні ситуації, давати студенту можливість висувати свої гіпотези, задавати питання. Навчання буде ефективним тоді, коли існує зворотній процес.Пропонуються методи навчання, з яких кожен викладач віднайде необхідний для того, щоб розвинути пізнавальну, мотиваційно-стимулюючу діяльність студента в досягненні мети:1) інформаційно-повідомляючий:науковість;систематичність;цілеспрямованість викладання;керування навчально-пізнавальною діяльністю студентів;2) пояснювальний:індивідуальний підхід до кожного студента;трирівнева система складності лабораторних і курсових робіт;доступність;робота за аналогією;3) проблемний підхід:аналіз ситуацій;ділова гра;мотиваційно-стимулююча діяльність;4) частково-пошуковий:практична форма прояву навчання;самостійна робота студента;5) дослідницький:аналіз і встановлення причинно-наслідкових зв’язків;порівняння, узагальнення і конкретизація;висування гіпотез;6) практичний:зв’язок теорії з практикою;практична форма прояву навчання;самостійна робота студента.Об’єктивно визначити рівень засвоєння предмета дуже важко. У зв’язку з цим, потрібно використовувати контроль знань, як засіб навчання. Найбільш ефективними є відбірний або аналітичний контроль, поточний контроль, атестаційний контроль, модульно-рейтинговий контроль, тестування.Мета і зміст навчання та способи досягнення визначених цілей – це і є, як переконує досвід, ті вихідні категорії, що забезпечують успіх навчальному процесу.Проведено аналіз навчального плану спеціальності “Економіка підприємства” та змісту дисциплін, які формують навички використання сучасних комп’ютерних технологій (табл. 1). Таблиця №1. СеместрЗагальна к-сть год.ДисциплінаЗастосування інформаційних технологій1, 2351Інформатика та комп’ютерна технікаОпераційна система Windows 98, сервісні програми, системи обробки тексту та табличної обробки даних, алгоритмізація обчислювальних процесів, системи керування базами даних Fox Pro, глобальна мережа Internet.3189СтатистикаКореляційний аналіз і дисперсійний аналіз взаємозв’язку. Пакет прикладних програм для тестового контролю знань і кваліфікаційного іспиту студентів-бакалаврів.4108Математичне програмуванняРозв’язування задач оптимізації. Табличний процесор Excel.5108МаркетингПрактичні та курсові роботи з використанням персонального комп’ютера. Контрольна тестова програма з курсу “Маркетинг”.6108ЕконометріяПрактичні заняття з використанням персонального комп’ютера. База вихідних даних, табличний процесор Excel. Internet сайт з “Економетрії”.7135Економічний аналізКурсове проектування.8108Стратегія підприємствВ стадії розробки.8108Інформаційні системи і технології підприємстваСистема керування базами даних Access. Розробки баз даних.9108Стратегічне управлінняВ стадії розробки.10–Дипломна роботаЗастосування отриманих знань та навичок з інформаційних технологій.Як бачимо з таблиці №1, студенти першого курсу отримують базові знання з використання персонального комп’ютера та програмного забезпечення і, завдяки неперервності комп’ютерної підготовки, мають змогу на старших курсах застосовувати їх при вивченні інших дисциплін та при виконанні курсових і дипломних робіт. Основною перешкодою в якісній підготовці фахівців із спеціальності “Економіка підприємства” є недостатнє забезпечення навчального процесу технічною та методичною літературою і сучасними пакетами навчальних та прикладних програм, особливо на старших курсах навчання.Звичайно, перехід до системного навчання процес складний і вимагає аналізу робочих програм і змісту навчання, але передбачає створення найбільш ефективного навчального процесу шляхом системних досліджень його складових.Неперервність та систематичність у вивченні інформаційних технологій дозволять розкрити творчий потенціал майбутнього фахівця практично в усіх галузях.

З використанням методу хімічних потенціалів Гіббса виконано термодинамічний аналіз систем «метал-шлак» і «метал-шлак-газ». Введено поняття диференціальних коефіцієнтів засвоєння (ДКЗ), які враховують всі перехресні ефекти впливу одних хімічних елементів у металі на вміст інших. Дано визначення ДКЗ як змінювання маси i-го елемента в металі за додаванням одиниці маси j-го елемента до системи. Отримано аналітичні вирази для ДКЗ, що необхідні для ефективного вирішення зворотної задачі в системах управління процесами плавлення та легування рідкої сталі. Сформульовано специфічні вимоги до компонентів квадратної матриці ДКЗ щодо її дії на вектори валентностей хімічних елементів у шлаку та складу рівноважного металу і шлаку. Запропоновано спосіб перевірки термодинамічних моделей багатокомпонентних розчинів у металі та шлаку за допомогою аналітичного обчислення ДКЗ, що використо- вують. Введено поняття диференціальної концентраційної матриці (ДКМ) як похідної від ДКЗ, елементи якої дорівнюють змінюванню концентрації i-го елемента в металі за додавання одиниці маси j-го елемента до системи. Показано, що ДКМ може бути використана для класифікації різних матеріалів за їх впливом на вміст кисню, сірки, фосфору та інших домішок у сталі в точці поточного стану системи «метал-шлак-газ». Отримано системи нерівностей з матрицями ДКЗ або ДКМ для оптимізації кількості матеріалів симплекс-методом за умови гарантованого попадання в заданий хімічний склад напівпродукту або марочний склад сталі. Виконано аналіз можливого впливу технологічних та організаційних обмежень на вирішення розширеної системи нерівно- стей. Зроблено висновок, що використання ДКЗ є ключовою особливістю та необхідним елементом сучасних комп’ютерних систем управління плавкою і позапічної обробкою стали. Наведено приклади практичного застосування ДКЗ у системах проектування та контролю сталеплавильного виробництва.

Завдання оптимізації пропускних здатностей каналів зв'язку гіперконвергентної системи потребує застосування сучасних математичних і комп'ютерних методів та засобів. Предметом дослідження є ресурси для передачі даних у гіперконвергентній системі. Мета дослідження – отримання аналітичного рішення задачі оптимізації пропускних здатностей каналів зв'язку гіперконвергентної системи при обмежених вузлових ресурсах. Результати та висновки. Для вирішення завдання оптимізації пропускних здатностей каналів зв'язку гіперконвергентної системи в якості функціоналу оптимізації був обраний середній час затримки при обмеженнях на вартість оренди каналів зв'язку. Оптимізаційна задача сформульована таким чином: визначити оптимальні значення щільності інформаційного потоку, що мінімізують середню затримку при обмеженні на вартість передачі сумарної кількості інформації, що припадає на одиницю пропускної здатності ліній зв'язку. Для її вирішення застосований метод невизначених множників Лагранжа. В результаті отримані аналітичні вирази, які дозволяють при заданій вартості передачі одиниці інформації здійснити вибір кількості елементів буферної пам'яті і оптимального значення щільності потоку інформації, що забезпечує мінімальну середню затримку передачі транзакцій гіперконвергентної комп’ютерної системи.

Притаманна нашому часу інформатизація всіх галузей народного господарства зумовлює необхідність формування у майбутніх кваліфікованих робітників інформаційної компетенції, як складової професійної компетентності, що забезпечує ефективну діяльність випускника ПТНЗ в умовах інтенсивного використання інформаційно-комунікацій­них технологій. Формування інформаційних компетенцій безпосередньо пов’язано з інформатизацією освіти.Інформатизація освіти – упорядкована сукупність взаємопов’яза­них організаційно-правових, соціально-економічних, навчально-мето­дичних, науково-технічних, виробничих і управлінських процесів, спрямованих на задоволення інформаційних обчислювальних і телекомунікаційних потреб, що пов’язані з можливостями методів і засобів інформаційних та комунікаційних технологій (ІКТ) учасників навчально-виховного процесу, а також тих, хто цим процесом управляє та його забезпечує [3, 360]. Процес інформатизації освіти охоплено відповідною нормативно-правовою та законодавчою базою: Концепція інформатизації освіти (1984), Постанова Уряду України щодо забезпечення комп’ютерної грамотності учнів загальноосвітніх і професійно-технічних навчальних закладів (1985), Закон України «Про концепцію Національної програми інформатизації»(1998) та ін.Проблемам інформатизації освіти присвячені праці Л. Білоусової, В. Бикова, І. Булах, Т. Волкової, Р. Гуревич, Ю. Дорошенка, М. Жалдака, С. Жданова, М. Кадемії, В. Кухаренка, С. Сисоєвої, М. Шкіля та ін. Інформаційно-комунікаційні технології, стрімко вдосконалюючись, нарощують свій освітній потенціал, проте практика навчання свідчить про відставання темпів впровадження новітніх досягнень зазначених технологій у реальний навчальний процес професійно-технічних навчальних закладів України. Однією з вагомих причин такого відставання є недостатність спрямованості навчального процесу у ПТНЗ на забезпечення всебічної підготовки майбутнього кваліфікованого робітника до свідомого й ефективного застосування інформаційно-комунікаційних технологій у професійній діяльності.Вивчення проблеми впровадження інноваційних виробничих технологій у процес підготовки кваліфікованих робітників поліграфічного профілю забезпечило можливість виявити суперечності між зростанням обсягів роботодавців до знань, умінь та професійних компетенцій в цілому, які необхідні конкурентоздатному фахівцю поліграфічної галузі та недостатньою модернізацією, відсутністю системи в оновленні змісту освіти в ПТНЗ. Педагогічна практика свідчить, що сьогодні ще далеко не всі навчальні заклади використовують у повному обсязі інформаційні технології з метою формування у випускників інформаційних компетенцій. Причини різні: відсутність відповідної матеріально-технічної бази (більшість ПК, які надані ПТНЗ за Державною програмою комп’ютеризації на сьогодні відносяться до застарілих моделей ); наявна кількість не відповідає потребам навчального процесу (при наявності 1 – 2 кабінетів не можливо повноцінно забезпечити загальноосвітню підготовку з предметів «Інформатика», «Інформаційні технології» та професійно-практичну підготовку з професій, які пов’язані з використанням комп’ютерної техніки у професійній діяльності); відсутність необхідних професійно-прикладних програмних продуктів (інноваційного дидактичного інструментарію); відсутність підручників, навчальних посібників, методичних рекомендацій, лабораторних робіт щодо оволодіння комп’ютерними технологіями професійно-орієнтованого змісту для учнів ПТНЗ; відсутність затверджених на державному рівні комплексних завдань та контрольних робіт з перевірки знань і умінь, навичок учнів з використанням тестових технологій (кожен навчальний заклад розробляє свої форми діагностики, що не сприяє уніфікації та стандартизації в освіті); відсутність внутрішньої мотивації як в учнів так і в педагогічних працівників до ефективного застосування інформаційних технологій у процесі підготовки до професійної діяльності); не розуміння педагогічними працівниками та адміністрацією ПТНЗ цілей використання інформаційних технологій.Сьогодення вимагає від педагога професійної майстерності не просто надання учням певних знань, а навчання їх мисленню, структуруванню інформації та цілеспрямованому відбору необхідного. Викладач спецтехнології і майстер виробничого навчання мають разом нести учням не просто нові знання, а новий тип оволодіння інформацією. У зв’язку з цим, особливого значення набуває переорієнтація мислення сучасного педагогічного працівника на усвідомлення принципово нових вимог до його педагогічної діяльності, до його готовності щодо використання засобів ІКТ у професійній діяльності як провідної педагогічної умови у процесі вивчення учнями ПТНЗ інноваційних виробничих технологій.Вивчаючи зарубіжний досвід, ми виокремили основні педагогічні цілі використання інформаційних технологій [1], [6], [8]:1. Розвиток особистості учня, підготовка його до продуктивної самостійної діяльності в умовах інформаційного суспільства, що включає: розвиток конструктивного, алгоритмічного мислення на основі спілкування з комп’ютером; розвиток творчого мислення за рахунок зменшення частки репродуктивної діяльності; розвиток комунікативних компетенцій на основі виконання сумісних проектів; формування уміння самостійно приймати рішення у складних виробничих ситуаціях; розвиток навичок дослідної діяльності (при роботі з моделюючими програмами та інтелектуальними навчальними системами); формування інформаційної культури, умінь обробляти інформацію.2. Реалізація соціального замовлення, яке обґрунтоване інформатизацією сучасного суспільства: професійна підготовка фахівців в галузі інформаційних технологій на різних рівнях (кваліфікований робітник, бакалавр, спеціаліст, магістр); підготовка учнів засобами педагогічних та інформаційних технологій до самостійної пізнавальної діяльності.Соціальне замовлення для освіти – вимоги зі сторони суспільства і держави до змісту освіти і якостей особистості, яка формується в освітній системі [8, 270].3. Інтенсифікація усіх рівнів навчально-виховного процесу: підвищення ефективності і якості навчання за рахунок використання інформаційних технологій; виявлення та використання стимулів пізнавальної діяльності; поглиблення міжпредметних зв’язків у результаті використання сучасних засобів обробки інформації при вирішенні завдань з різних предметів.Виходячи із цілей інформатизації освіти, розширенням масштабів упровадження засобів інформаційно-комунікаційних технологій у професійно-технічні навчальні заклади формуються нові завдання, які передбачають: створення автоматизованих систем з розроблення комп’ютерно-орієнтованих програмно-методичних комплексів, підтримки наукових досліджень, моніторингу результатів впровадження педагогічних інновацій, оцінювання і моніторингу результатів навчальної діяльності, підтримки процесу навчання, інформатизації бібліотечних систем, інформаційно-аналітичних систем управління освітою і навчальними закладами [3, 362]. Отже, діяльність педагога професійної майстерності має бути спрямованою на системне вивчення, оволодіння і використання комп’ютерних технологій, як педагогічної умови, що дозволяє активізувати діяльність учнів у будь-якій предметній області та формувати інформаційну компетенцію майбутніх випускників.Сьогодні відбувається перегляд Державних стандартів професійної освіти, розробляються нові стандарти на основі професійних компетенцій, які включають в освітній простір не тільки кваліфікаційні характеристики випускників по професії (що повинен знати чи вміти випускник ПТНЗ), а й ті компетенції, які формують учня як конкурентоздатного фахівця на ринку праці. До числа таких компетенцій ми відносимо інформаційну компетенцію.Інформаційна компетенція формується при допомозі реальних об’єктів (комп’ютер, телевізор, телефон тощо) та самих інформаційних технологій (ЗМІ, електронна пошта, Інтернет, мультимедіа). В її структуру входять уміння та навички учнів по відношенню до інформації, яка міститься в навчальних предметах і оточуючому світі: самостійно шукати, аналізувати і відбирати інформацію, організовувати, перетворювати, зберігати та передавати її [5, с. 57].Сьогодні багато українських економістів і політологів вважають, що зростання закордонних інвестицій на внутрішньому ринку – це нові високі технології, сучасна організація виробництва, випуск якісної, конкурентоздатної продукції [7, 153]. Динамічні зміни у видавничо-полігра­фічній галузі в останнє десятиріччя підтвердили цю істину. На зламі століть техніка і технологія галузі зазнала значних якісних змін. Усі підприємства впроваджують сьогодні найсучаснішу комп’ютерну техніку, принципово нове обладнання і матеріали. Широке впровадження цифрових технологій сприяло інтеграції видавничих і поліграфічних процесів, створенню настільних видавничо-поліграфічних систем. Відбувся безповоротний технологічний стрибок, який докорінно змінив характер роботи працівників галузі, а отже і вимагає оновлення і зміст професійної освіти поліграфічного профілю.Маркетингове дослідження поліграфічних підприємств показало, що роботодавці відмовляються від робітників, які мають вузьку спеціалізацію, а володіння інформаційними технологіями вони відносять до складу ключових соціально-професійних компетенцій. Сучасний кваліфікований робітник має уміти самостійно вносити в систему своєї діяльності наростаючий потік інформації. Інформаційна насиченість видавничо-поліграфічної галузі потребує перебудови усього навчального процесу у ПТНЗ. Отже, у процесі підготовки кваліфікованих робітників поліграфічного профілю маємо враховувати, що інформаційні технології є джерелом отримання інформації про інноваційні виробничі технології; сформовані в учнів інформаційні компетенції надають вагомої переваги при працевлаштуванні у галузі та подальшому кар’єрному зростанні. Отже, інформаційна компетенція майбутнього робітника видавничо-поліграфічної профілю – це задана соціальним замовленням норма (вимога) до професійної підготовки учня ПТНЗ, необхідна для його якісної продуктивної діяльності у галузі в умовах інформатизації суспільства, розвитку науки, комп’ютерної техніки, різноманітних програмно-технічних засобів, ресурсів, виробництва, технологій.В якості прикладу розглянемо кваліфікаційні вимоги до інформаційних компетенцій випускника ПТНЗ за професією «Оператор комп’ютерного набору; Оператор комп’ютерної верстки»: технічна підготовка: технічна робота з комп’ютером, управління файлами (архівування, створення копій), робота із замовником, планування і нормування; технічне обслуговування: проектування технічної системи, адміністрування технічних систем, технічна підтримка; верстання: коректура тексту, попередній дизайн видання, верстання сторінки, корекції технологічного процесу; отримання зображення: робота із сканером, цифрове перетворення, редагування зображення; виведення даних: спуск полос і шпальт, пробні відбитки, монтаж, виготовлення форм.Отже, процес формування інформаційних компетенцій майбутніх поліграфістів ґрунтується на знаннях та навичках з п’яти основних галузей: системотехніки, отримання зображення, верстання, електронного чи графічного виводу, технічного обслуговування. Інформаційні компетенції поліграфістів передбачають наявність таких професійно-важливих якостей: гнучкість і динамічність мислення, здатність аналізувати ситуацію, відповідальність, високий рівень розвитку концентрації та стабільності уваги, швидкість сприйняття, кольоровідчуття, просторова уява, координація рухів, естетичний і художній смак, оперативне мислення та пам’ять, стійкість до зовнішніх перешкод, уміння розподіляти та переключати увагу [4, 284].Педагогічний колектив Міжрегіонального вищого професійного училища з поліграфії та інформаційних технологій має значний досвід у системному оновленні змісту поліграфічної професійної освіти з врахуванням: потреб суспільства; нової техніки; технологій; результатів праці; взаємовідносин між замовником, роботодавцем, працівником тощо. Розробка нового змісту навчання з використанням інформаційних технологій вимагає дотримання системного професійного аналізу, формування в учнів інформаційних компетенцій як професійно важливих якостей. Вагомим внеском в оновлення змісту освіти стала розробка галузевого електронного «Термінологічного довідника (для учнів ПТНЗ поліграфічного профілю, майстрів виробничого навчання, викладачів)» [9]. Електронний довідник складається з двох розділів. Перший розділ «Терміни та визначення понять» містить українські видавничі та поліграфічні терміни пов’язані з професійною видавничою діяльністю і технологією виробництва паперу, фарб тощо. Терміни упорядковано в алфавітному порядку. Тлумачне визначення термінів здійснено українською мовою, крім того, дається англійська та російська назва кожного терміна. У другому розділі авторами презентовано огляд напрямів та технологічних процесів видавничо-поліграфічної галузі українською і англійською мовами, розділ унаочнено рисунками і фотографіями (загалом 35 рисунків двома мовами). Електронний довідник «загорнуто» в систему електронного пошуку, – пошук в якій організований таким чином, що система сканує весь зміст намагаючись знайти в ньому хоча б щось схоже на запит. Використання такого сучасного засобу навчання як електронний довідник дозволяє впроваджувати нову форму організації навчання – E-learning. Поняття «E-learning» походить від термінологічного словосполучення (Electronic Learning) і означає електронне навчання (або Інтернет-навчання). E-learning – це надання доступу до комп’ютер­них навчальних програм (coursware) через мережу Інтернет чи корпоративні Інтернет-мережі. Синонімом E-learning є термін WBT (Web-based Training) – навчання через веб [8, 185]. Використання інноваційних засобів навчання, нових форм організації навчання на основі комп’ю­терних технологій вирішує завдання: збагачення знаннями та вміннями у галузі інформаційних технологій; розвитку стійкої пізнавальної мотивації, інтелектуальних та комунікативних здатностей учнів ПТНЗ.Окремо слід зазначити, що в умовах інформатизації освіти, в професійно-педагогічній діяльності вчителя, поряд із традиційними функціями, з’являється необхідність виконання нових, які пов’язані з його особистою ІКТ-компетентністю. ІКТ-компетентність вчителя – комплекс якостей особистості, що забезпечують її гнучкість і готовність швидко прилаштовуватися до будь-яких змін у професійній діяльності в умовах інформатизації освіти, використовувати продуктивні ідеї, напрацьовані в одній галузі, до іншої, а також стимулюючий потяг до самовираження [2, 10].Таким чином, формування інформаційної компетенції майбутнього робітника видавничо-поліграфічної галузі, як складової соціально-професійної компетентності залежить від багатьох чинників – починаючи з комп’ютерно-орієнтованих засобів навчання, зокрема програмних засобів навчального призначення і закінчуючи ІКТ-компетентністю самих педагогічних працівників. На нашу думку, дослідження проблеми формування інформаційної компетенції майбутнього кваліфікованого робітника видавничо-поліграфічної галузі, як педагогічної умови впровадження інноваційних виробничих технологій у зміст освіти дасть змогу професійним навчальним закладам спрямувати психолого-педагогічне, методичне забезпечення навчального процесу в необхідному напрямі.

У статті представлено результати перевірки ефективності педагогічних умов формування інформаційно-аналітичної компетентності майбутніх бакалаврів комп’ютерних наук: формування мотивації до інформаційно-аналітичної діяльності як чиннику професійного становлення та кар’єрного зростання майбутніх бакалаврів комп’ютерних наук; збагачення змісту навчальних дисциплін інформацією, спрямованою на опанування студентами системи знань про сутність інформаційно-аналітичної діяльності та набуття ними вмінь і навичок щодо її практичної реалізації; урізноманітнення процесу професійної підготовки студентів засобами проєктних методів навчання. Описано якісні зміни, що відбулися зі студентами експериментальної групи в контексті сформованості в них інформаційно-аналітичної компетентності. Представлено перспективи подальших наукових у руслі адаптації авторських педагогічних умов формування інформаційно-аналітичної компетентності студентів до реалізації в межах неформальної та інформальної освіти.

При вирішенні завдань в рамках геометричної теорії управління виникають проблеми, пов’язані зі складністю виконання розрахунку похідних Лі, перевірки розподілень на інволютивність, пошуку функцій перетворення, які пов’язують змінні та рівняння лінійної та нелінійної моделей. При виконанні цих операцій людиною виникає потреба у виконанні занадто об’ємних аналітичних розрахунків які можуть стати причиною відмови від застосування геометричної теорії управління. Вирішити цю проблему можна за допомогою використання спеціалізованого програмного забезпечення, що розглядається як програмне забезпечення для бортової комп’ютерної системи дизель-потяга, яке здатне автоматизувати необхідні розрахунки, чим істотно скоротити час виконання лінеаризації та пошуку функцій перетворення для математичних моделей за рахунок використання потужностей комп’ютерної техніки та нейронних мереж. Метою роботи є розробка спеціалізованого програмного забезпечення для виконання лінеаризації математичних моделей та пошуку функцій перетворення за рахунок використання нейронних мереж та можливостей мови програмування, що має графічний інтерфейс для взаємодії з користувачем. Результати. За допомогою можливостей сучасних мов програмування на основі запропонованих алгоритмів обробки даних та нейронних мереж запропонованої структури, розроблено спеціалізоване програмне забезпечення для виконання перетворення нелінійних математичних моделей у лінійну форму Бруновського та пошуку функцій перетворення. При використанні розробленого програмного забезпечення збільшується швидкість виконання процесу лінеаризації, пошуку функцій перетворення, а графічний інтерфейс та коментарі, які висвітлює програмне забезпечення в процесі роботи дають можливість оперувати користувачам, які не мають спеціальної підготовки. Порівняння результатів моделювання нелінійної математичної моделі з лінійною математичною моделлю у формі Бруновського показало повне співпадіння та підтвердило правильність теоретичних положень та еквівалентність нелінійної та лінійної моделей. Висновки. Розроблено спеціалізоване програмне забезпечення для автоматизації аналітичних перетворень геометричної теорії управління, вирішення систем рівнянь в часткових похідних, для визначення функцій перетворень, що зв’язують змінні лінійної та нелінійної моделей. Промодельовано ряд об’єктів, які показали працездатність програмного забезпечення.

У роботі за результатами виконаних теоретичних та практичних досліджень розроблено вдосконалений метод, який реалізований в комп'ютерній системі для оцінки ефективності довільних математичних моделей. Встановлено, що на даний час не існує єдиного підходу для визначення ефективності математичних моделей. Було виділено два основних підхоли до оцінки ефективності математичних моделей та розглянуто переваги та недоліки кожного з них. Виявлено основні аспекти, які визначають необхідні напрями удосконаленої базової методики. Побудовано алгоритми функціонування аналітичної комп’ютерної системи та спроектовано програмне забезпечення з використанням UML-діаграм. В аналітичній комп’ютерній системі оцінки ефективності математичних моделей реалізовано два існуючих методи та третій авторський метод.

Запропонована нами назва – динамічна мережева математика – з одного боку, підкреслює її фундаментальний, а не евристичний характер, з іншого боку – відбиває динамічний і одночасно мережевий характер процедур, що в ній виконуються. Особливості динамічної мережевої математики, якщо мати на увазі її практично вагомі аспекти, пов’язані з багатовимірністю і невизначеністю вхідних даних, з «прокляттям розмірності» обчислювальних процедур, з нелінійним і складним характером взаємодій. Детальне дослідження динаміки диференціальних економіко-математичних моделей неможливе без чисельних експериментів з використанням дискретних моделей та комп’ютерних засобів. З появою комп’ютерів стало можливим створювати моделі, в яких будуть враховуватися властивості кожного, навіть незначного об’єкта, що приймає участь в процесі. Поєднуючи аналітичні методи та комп’ютерні симуляції, можна отримати результати, недосяжні суто аналітичними методами. Такі дослідження повинні носити системний і послідовний характер та в принципі неможливі без застосування сучасних комп’ютерних засобів і очевидні перспективи їх подальшого розвитку з використанням багатопроцесорних систем, штучних нейронних мереж та інших паралельних технологій нейромережевого типу. Практичні результати, отримані в ряді досліджень підтверджують проведений вище аналіз та його висновки, додаючи їм не тільки технічний, але й концептуальний характер.