Какое назначение имеет компьютерное конструирование
Принято различать два вида моделирования с использованием средств вычислительной техники:
- 1) математическое (логико-математическое), при котором моделирование, включая построение модели, осуществляется средствами математики и логики, а также вычислительной техники;
- 2) имитационное (программное), при котором логико-математическая модель исследуемого объекта представляет собой алгоритм функционирования объекта, реализованный в виде программного комплекса для компьютера.
Перечисленные виды моделирования не являются взаимоисключающими и могут применяться при исследовании сложных объектов либо одновременно, либо в некоторой комбинации. Кроме того, в некотором смысле концептуальное и, скажем, структурно-функциональное моделирование неразличимы между собой, так как те же блок-схемы являются специальными знаками с установленными операциями над ними.
Компьютерное моделирование
Традиционно под моделированием на ЭВМ понималось лишь имитационное моделирование. Можно, однако, увидеть, что и при других видах моделирования компьютер может быть весьма полезен, за исключением разве физического моделирования, где компьютер вообще-то тоже может использоваться, но, скорее, для целей управления процессом моделирования. Например, при математическом моделировании выполнение одного из основных этапов – построение математических моделей по экспериментальным данным – в настоящее время просто немыслимо без компьютера. В последние годы благодаря развитию графического интерфейса и графических пакетов широкое применение получило компьютерное, структурно-функциональное моделирование, положено начало использованию компьютера даже при концептуальном моделировании, где он используется, например, при построении систем искусственного интеллекта.
Таким образом, видно, что понятие "компьютерное моделирование" значительно шире традиционного понятия "моделирование на ЭВМ" и нуждается в уточнении, учитывающем сегодняшние реалии.
В настоящее время под компьютерной моделью чаще всего понимают:
Компьютерное моделирование – это метод решения задачи анализа или синтеза сложной системы на основе использования ее компьютерной модели. При компьютерном моделировании главную роль играют компьютер и технология (точнее, инструментальные системы для компьютера, компьютерные технологии). Например, при имитационном моделировании (при отсутствии строгого и формально записанного алгоритма) главную роль играют технология и средства моделирования, реализующие те же события и их последовательности, которые характерны и для объекта, причем в условиях прогонки изменений контролируемых и неконтролируемых воздействий.
Суть компьютерного моделирования заключена в получении количественных и качественных результатов по имеющейся модели. Качественные выводы, получаемые по результатам анализа, позволяют обнаружить неизвестные ранее свойства сложной системы: ее структуру, динамику развития, устойчивость, целостность и др. Количественные выводы в основном носят характер прогноза некоторых будущих или объяснения прошлых значений переменных, характеризирующих систему. Компьютерное моделирование для рождения новой информации использует любую информацию, которую можно актуализировать с помощью ЭВМ.
При моделировании компьютер играет роль:
Разновидностью компьютерного моделирования является вычислительный эксперимент.
Компьютерное моделирование, вычислительный эксперимент становятся новым инструментом, методом научного познания, новой технологией также из-за возрастающей необходимости исследования не только линейных математических моделей систем.
Предметом компьютерного моделирования могут быть: экономическая деятельность фирмы или банка, промышленное предприятие, информационно-вычислительная сеть, технологический процесс, любой реальный объект или процесс, например процесс инфляции, и вообще любая сложная система [14, 16]. Цели компьютерного моделирования могут быть различными, однако наиболее часто моделирование является, как уже отмечалось ранее, центральной процедурой системного анализа, причем под системным анализом далее будем понимать совокупность методологических средств, используемых для подготовки и принятия решений экономического, организационного, социального или технического характера.
Компьютерная модель сложной системы должна по возможности отображать все основные факторы и взаимосвязи, характеризующие реальные ситуации, критерии и ограничения. Модель должна быть достаточно универсальной, чтобы по возможности описывать близкие по назначению объекты, и в то же время достаточно простой, чтобы позволить выполнить необходимые исследования с разумными затратами.
Все это говорит о том, что моделирование, рассматриваемое в целом, представляет собой не только сформировавшуюся науку с самостоятельным набором средств отображения явлений и процессов реального мира, но и в некоторой степени искусство.
Сейчас повсеместно внедряются новые технологии в образовательном процессе, педагоги заполняют электронные портфолио. В начальньной школе созданы компьютерные классы с современными ноутбуками .Разработаны новые программы в области конструирования, создания мультфильмов, обучению иностранных языков и др.. Дети проводят большое количество времени за компьютером. Так давайте сделаем так, чтобы это время не пропало даром.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| igry_kompyuternogo_konstruirovaniya.docx | 413.66 КБ |
Предварительный просмотр:
Реферат по теме
«Компьютерное конструирование. Новые технологии в детском саду и школе»
Студентки группы 205
Терентьевой Елены Витальевны
"Впервые в истории мы являемся свидетелями подлинной
революции в обучении замены учения (запоминания,
приобретения навыков, достижения автоматизма
в поведении, условных рефлексов и т.д.)
(стимуляцией конструктивно-диалектического и гипотетико-
дедуктивного мышления и игровой деятельности)."
Важнейшим этапом в формировании личности ребенка считается дошкольный возраст. В этот период ребенок способен овладевать пространством человеческих отношений через общение с взрослыми, а также через игровые и реальные отношения со сверстниками. Через отношения с взрослыми у ребенка развивается способность к идентификации не только с людьми, но и с воображаемыми и сказочными персонажами.
Познание мира осуществляется ребенком практическим путем – он обследует предметы и явления, будит чувства и воображение, проявляет творчество.
Важнейшими компонентами для развития познавательной деятельности ребенка выступают такие познавательные процессы как восприятие, внимание, воображение, память, мышление и речь. Для того чтобы ребенок мог удовлетворять свои потребности, общаться, играть, учиться, он должен представлять то, что ему нужно делать, запоминать, высказывать суждения.
Все познавательные процессы развиваются в деятельности ребенка, и сами они представляют собой особые виды деятельности.
Одним из современных средств обучения, позволяющих успешно развивать познавательные процессы использование компьютера.
В развитии ребенка современная психология выделяет несколько возрастных периодов.
Каждый характеризуется неповторимостью его взаимоотношений с окружающим, определенными закономерностями развития мотивационно-потребностной и интеллектуально-познавательной сторон личности и, конечно же, неповторимостью ведущей деятельности. Как известно, в дошкольном возрасте такой деятельностью является игра.
Всякий, кто хоть немного наблюдал за ребенком, знает какое большое место в его жизни занимает игра. Что же такое игра? Игра – это работа ребенка над самим собой. Мир вступил в третье тысячелетие. И уже сейчас нужны подготовленные для работы в новых условиях люди. Надобность в них станет еще более актуальной в самое ближайшее время. Использование компьютеров в образовании и развитии ребенка уже перестало быть необычным явлением. Характеристики и возможности современных персональных компьютеров и программного обеспечения постоянно улучшаются. Способность компьютера воспроизводить информацию одновременно в виде текста, графического изображения, звука, речи, видео, запоминать и с огромной скоростью обрабатывать данные позволяет специалистам создавать для детей новые средства деятельности, которые принципиально отличаются от всех существующих игр и игрушек. Все это предъявляет качественно новые требования и к дошкольному воспитанию - первому звену непрерывного образования, одна из главных задач которого - заложить потенциал обогащенного развития личности ребенка. Поэтому в систему дошкольного воспитания и обучения необходимо внедрять новые информационные технологии. Также грамотное использование компьютера ставит ребенка в совершенно новую, качественно отличающуюся ситуацию развития. В настоящее время существует множество компьютерных игр, главное – правильно выбрать цель и поставить перед ребенком задачу её достижения.
Таким образом, предметом программы использования компьютера в развитии ребенка является расширение границ в области подготовки ребенка к жизни в современном обществе и овладению школьных программ.
Благодаря особенностям устройства компьютера (наличие клавиатуры, экрана, на котором продуцируется та или иная информация, вызванная ребенком из электронного "мозга" с помощью клавиатуры или "мышки") осуществляется интеллектуальная подготовка к обучению в школе.
Компьютер должен войти в жизнь ребенка через игру. Игра - одна из форм практического мышления.
В игре ребенок оперирует своими знаниями, опытом, впечатлением, отображенными в общественной форме игровых способов действия, игровых знаков, приобретающих значение в смысловом поле игр. Ребенок обнаруживает способность наделять нейтральный (до определенного уровня) объект игровым значением в смысловом поле игры. Именно эта способность является главнейшей психологической базой для введения в игру дошкольника компьютера как игрового средства.
В ходе игровой деятельности дошкольника, обогащенной компьютерными средствами, возникают психические новообразования (теоретическое мышление, развитое воображение, способность к прогнозированию результата действия, проектные качества мышления и др.), которые ведут к резкому повышению творческих способностей детей.
Сам по себе компьютер не играет никакой роли без общей концепции его применения в дошкольном образовании, соответствующего задачам развития, воспитания и обучения ребенка, а также его психофизическим возможностям. Успех приобщения дошкольника к овладению информационными технологиями возможен, когда компьютерные средства становятся средствами его повседневного общения, игры, посильного труда, конструирования, художественной и других видов деятельности.
Основная образовательная цель введения компьютера в мир ребенка - это формирование мотивационной, интеллектуальной и операционной готовности ребенка к использованию компьютерных средств в своей деятельности.
Компьютерные игры, включенные в систему обычных игр, вносят свой вклад в совершенствование воспитания всестороннее развитие творческой личности ребенка.
Кроме нормативных воспитательно-образовательных стандартов, малыши показывают более высокий уровень "школьной готовности" и естественно вхождение в мир взрослых, в завтрашний мир.
У ребенка развивается:
- восприятие, зрительно-моторная координация, образное мышление;
- познавательная мотивация, произвольная память и внимание;
- “знаковая функция сознания”;
Например: в игре по конструированию “Построй дом” игровой задачей предусматривается помочь котенку построить дом, а дидактическая – выделить конфигурацию плоскостных фигур с целью объединения их в одно целое (конфигурация каждый раз меняется – ребенок должен подобрать фигуру для своего варианта).
Необходимо диагностировать усвоение ребенком разделов базовой образовательной программы. Как показывает многолетняя практика уровень усвоения базовой образовательной программы постоянно повышается. Управление компьютером (клавиатурой, мышью) усваивается детьми автоматически.
Во время игры не нужно акцентировать внимание ребенка на то, что Вы его диагностируете, а нужно ставить определенные дидактические задачи, которые ребенок должен решить самостоятельно, и сделать так, чтобы он думал, что он “просто играет”. Важно, чтобы во время компьютерных игр ребенок был раскрепощен, свободно владел компьютером, несмотря на то, что это новый вид игры.
Критериями оценки усвоения разделов образовательной программы служит самостоятельность ребенка, показанная в играх: ребенок практически не справляется с выполнением поставленной перед ним задачей даже с помощью взрослого – это говорит о низком уровне развития; на среднем уровне – справляется с помощью взрослого, а на высоком – выполняет задание самостоятельно.
Результаты диагностики и анализ усвоения детьми образовательной программы нужно использовать для того, чтобы помочь ребенку преодолеть трудности в усвоении образовательной программы, обратить внимание воспитателей и специалистов на проблему и совместно решить её.
Как показывает опыт – элементы компьютерной грамотности усваиваются детьми легче, если ведущим мотивом их деятельности становится игра. Это вызывает у детей большую эмоциональную и интеллектуальную готовность к дальнейшему развитию умственных и творческих способностей.
Ребенок начинает понимать, что предметы на экране – это не реальные вещи. У ребенка начинает развиваться понимание того, что есть несколько уровней окружающего нас мира – реальные вещи, картины, схемы, слова и т.д.
Компьютерные игры учат детей преодолевать трудности, контролировать выполнение действий, оценивать результаты. Благодаря компьютеру становится эффективным обучение планированию, контролю и оценки результатов самостоятельной деятельности ребенка, через сочетание игровых и неигровых моментов.
Новизна работы с компьютером, способствующая повышению интереса к обучению и возможности регулировать поставленные задачи по степени трудности, поощрении правильных решений, усиливают мотивацию ребенка.
Компьютерные игры помогают также устранить отрицательное отношение к развитию ребенка – неуспех, который связан с непониманием, пробелами в знаниях. Играя на компьютере, ребенок получает возможность довести решение поставленной задачи до конца, опираясь на помощь взрослых. Одним из источников мотивации ребенка считается занимательность игры. Возможности компьютерных игр неисчерпаемы. В первую очередь, она не должна заслонять учебные цели.
Формированию у детей способности самостоятельно ставить перед собой цели и достигать их помогают такие игры, как "Конструктор". В процессе использования игр данной серии у детей формируется творческое экспериментирование. В ходе игры дети берут на себя роль создателя новых объектов. Они самостоятельно ставят перед собой сложные цели и пытаются их реализовать.
При работе с компьютером у детей раскрываются большие возможности. В процессе действий с предметами или явлениями, изображенными на экране, у детей формируются более гибкие представления и образы. Все это служит основой для перехода от наглядно-действенного мышления к наглядно-образному мышлению.
Компьютерные игры ориентируются на развитие у ребенка определенных знаний, навыков, способностей. Как правило, в компьютерных играх от ребенка требуется:
- Владение средствами управления, быстрота и точность манипуляций;
- Быстрая и правильная реакция на происходящие события;
- Чувство времени, умение выдерживать заданные временные интервалы;
- Способность следить за несколькими объектами одновременно;
- Знание географии игрового поля, законов игрового мира;
- Знание конкретной предметной области, которая моделируется в игре;
- Умение искать закономерности;
- Умение предугадывать действия противника;
- Знание алгоритма и стратегии выигрыша;
- Способность к быстрому и максимально полному перебору основных вариантов;
- Память на текущие события;
- Использование прошлого опыта, что происходило в предыдущих сеансах игры;
Если вы, уважаемый читатель, имеете удовольствие читать наш журнал регулярно, то, возможно, вам довелось прочитать эпическую сагу в двух частях под названием "Разумный компьютер за разумные деньги II". В конце этой во всех отношениях интересной и практически полезной статьи мы упомянули о возможном ее окончании. Так сказать, о последнем штрихе. Если в "Разумном компьютере" мы рассказывали о выборе компьютерных комплектующих, то сейчас самое время рассказать о том, как эти самые комплектующие нужно "стыковать", "соединять" и, простите за выражение, "монтировать". Мы попытаемся указать на возможные проблемы и тонкости, предостеречь от типичных ошибок и прояснить наиболее неочевидные моменты компьютерной сборки. В финале немного расскажем о начальном этапе инсталляции операционной системы и приведем таблицу наиболее часто употребимых компьютерных терминов. Искренне надеемся, что чтение для вас будет полезным и увлекательным.
Включение и установка операционной системы
Перед включением компьютера еще раз проверьте правильность и аккуратность всех соединений. Включать компьютер рекомендуется при открытом корпусе.
Будем считать, что нажатие кнопки питания состоялось и экран монитора засветился. После теста оперативной памяти щелкаем несколько раз по кнопке DEL . Если все проделано правильно, то после всех вышеописанных действий вы должны попасть в меню настроек BIOS материнской платы. В этом месте вам придется обратиться к прилагающемуся к ней руководству. Дело в том, что разные производители устанавливают на свои материнки разные версии BIOS . Универсального руководства для настройки параметров всех без исключения "БИУСОВ" нет. Найдите в руководстве инструкции по настройке загрузочного устройства. Вам необходимо сделать первичным загрузочным устройством не жесткий диск (по умолчанию), а привод CD-ROM (или флоппи-диск). Теперь вставляем загрузочный диск в привод, сохраняем настройки BIOS (т. е. выходим с сохранением установок). Нажимаем кнопку перезагрузки.
После перезагрузки появляется меню загрузочного CD-ROM . Есть два пути установки Windows :
1. установка операционной системы с разметкой жесткого диска с загрузочного диска;
2. форматирование и разметка диска с помощью дискеты, затем установка системы с компакт-диска.
Попробуйте первый путь. Если все пойдет хорошо, вам остается только следовать указаниям программы установки Windows . После установки системы следует войти в BIOS и установить вариант загрузки только с диска C , то есть с IDE Hard Drive .
Если такая установка не получится, тогда загрузите компьютер с дискеты (на ней должны быть файлы FDISK и FORMAT ), предварительно установив в BIOS загрузку с дисковода. В появившейся строчке наберите FDISK . В меню вас спросят о поддержке больших дисков, нажимайте Y . Далее выбирайте пункт 1 < создание раздела DOS либо логического диска DOS >, если у вас один HDD . Если у вас несколько жестких дисков, вам нужно нажать цифру 5. Теперь выбирайте < Создание основного раздела DOS > и укажите, на сколько логических дисков вы хотите разбить свой жесткий диск. Теперь перезагрузите компьютер ( не вытаскивайте дискету! ) и в появившейся строке напечатайте FORMAT C: /S . После окончания процедуры форматирования начинайте установку Windows 98SE . После установки операционной системы можно приступать к установке "родных" драйверов монитора, видеокарты, звуковой карты, модема и пр. Подробнее об этом процессе мы, возможно, расскажем в следующих публикациях "Разумного компьютера", а на сегодня лекция, так сказать, закончена.
Можно выделить два подхода к конструированию на основе компьютерных технологий. Первый подход базируется на двухмерной геометрической модели – ГМ и использовании компьютера как электронного кульмана, позволяющего значительно ускорить процесс конструирования и улучшить качество оформления конструкторской документации. Центральное место в этом подходе к конструированию занимает чертеж, который служит средством графического представления изделия, содержащего информацию для решения графических задач, а также для изготовления изделия. Так, с помощью вычислительной техники облегчаются:
1) оформление конструкторских документов, насыщенных изображениями стандартных, типовых, унифицированных составных частей, (например электрических и других принципиальных, функциональных схем, печатных плат, модулей, приборов, электронных блоков, стоек, шкафов, пультов и т.д.);
2) разработка текстовых документов (спецификаций, перечней элементов и др.).
В основе второго подхода лежит компьютерная пространственная геометрическая модель (ПГМ) изделия, которая является более наглядным способом представления оригинала и более мощным и удобным инструментом для решения геометрических задач. Чертеж в этих условиях начинает играть вспомогательную роль, а методы его создания основаны на методах компьютерной графики, методах отображения пространственной модели.
Системы автоматизации подготовки производства, управления производством, технической подготовки производства
CAD/CAM системы
CAD/CAM системами на западе называют то, что в России принято называть аббревиатурой САПР, то есть Системы Автоматизированного Проектирования. Впервые термин СAD прозвучал в конце 50-х гг. прошлого века в Массачусетском технологическом институте в США. Распространение эта аббревиатура получила уже в 70-х гг. как международное обозначение технологии конструкторских работ. С началом применения вычислительной техники под словом CAD подразумевалась обработка данных средствами машинной графики. Однако этот один термин не отражает всего того, что им иногда называют. Например, САПР могут предназначаться для: черчения, для прочерчивания (эскизирования) или и для того, и для другого сразу. Многие системы САПР выполняют существенно больше функций, чем просто черчение и конструирование. Как правило, современные САПР, включают:
CAD – Computer Aided Design, или Computer Aided Drafting (проектирование и конструирование с помощью ЭВМ или черчение с помощью ЭВМ). САПР конструктора.
CAM – Computer Aided Manufacturing. (автоматизированные системы технологической подготовки производства). САПР технолога.
САЕ – Computer Aided Engineering (инженерные расчёты с помощью ЭВМ, исключая автоматизирование чертёжных работ). Проведение всех необходимых расчетов в процессе анализа выполненной конструкции. Иногда этот термин использовался как понятие более высокого уровня – для обозначения всех видов деятельности, которую инженер может выполнять с помощью компьютера.
PDM – Product Data Management (управление проектными данными). Предполагает полную информационную поддержку производства. Эксплуатация, рекламация, статистика поведения изделия (сопровождение изделия)
Чаще всего говорят о системах CAD/CAM/CAE/PDM.
Использование систем автоматизированного проектирования позволяет не только снизить трудоёмкость, временные и денежные затраты, но освободить человека от большого количества однообразной работы, например, от оформления большей части документопотока.
CAD/CAM-системы находят применение в широком диапазоне инженерной деятельности, начиная с решения сравнительно простых задач проектирования и изготовления конструкторско-технологической документации и, кончая, задачами объёмного геометрического моделирования, ведением проекта, управления распределенным процессом проектирования и т.п.
Читайте также: