Имитационное моделирование процесса обработки данных
в распределенной вычислительной системе
На основании анализа трудно формализуемого процесса в статье представлена имитационная модель работы распределенной вычислительной системы.
Одним из основных объектов моделирования сегодня являются вычислительные системы. Моделирование целесообразно использовать как на этапе проектирования вычислительных систем, так и для анализа функционирования действующих систем в экстремальных условиях или при изменении их состава, структуры, способов управления или рабочей нагрузки.
Предварительное построение модели исследуемой системы позволяет снизить риски и удешевить проектирование аппаратной части; оценить пропускную способность сети и ее компонентов; определить узкие места в структуре вычислительной системы; сравнить различные варианты ее организации; осуществить перспективный прогноз развития вычислительной системы; оценить требуемое количество и производительность серверов в сети и т. д. Стоимость одного порта активного сетевого оборудования в зависимости от его производителя, используемой технологии, надежности, может меняться от десятков рублей до десятков тысяч, моделирование позволяет минимизировать стоимость оборудования, предназначенного для использования в вычислительной системе. Оно становится эффективным при числе рабочих станций 50—100, а когда их более 300, общая экономия средств может составить 30—40 % от стоимости проекта.
Поскольку современные информационно-коммуникационные сети очень сложны и имеют большую размерность, то в основном адекватное описание таких сетей и происходящих в них процессов возможно только в рамках имитационного моделирования. Модели сетей, как правило, воспроизводят процессы генерации сообщений приложениями, разбиение сообщений на пакеты, задержки, связанные с обработкой сообщений
и пакетов внутри операционной системы и т. д.
В качестве примера модели работы распределенной вычислительной системы рассмотрим Q-схему, представленную на рис.
Q-схема модели работы распределенной вычислительной системы
На представленной схеме использованы следующие обозначения: И — источник, имитирующий процесс поступления в систему сигналов от датчиков; Н1, Н2, Н3 — накопители, имитирующие очереди к устройствам обработки сигналов (одной из трех ЭВМ), при этом максимально допустимая длина очереди к каждому из устройств равна 10; К1, К2, К3, К4 — каналы обработки сигналов. Система клапанов на схеме регулирует процесс занятия сигналами каналов К2, К3 и К4, которым соответствуют три ЭВМ системы. Если длина очереди к каналу К2 наименьшая, то клапан 1 открыт, т. е. сигнал становится в очередь на обработку к первой ЭВМ,
в противном случае открыт клапан 2; если длина очереди к каналу К3 меньше, чем к каналу К4, то клапан 3 открыт, т. е. сигнал становится
в очередь на обработку ко второй ЭВМ, иначе открыты клапаны 4 и 5. Если же очереди ко всем трем каналам (К2, К3 и К4) максимальны, то открываются клапаны 2, 4 и 6 и сигналы теряются, т. е. покидают систему без обработки.
А. Н. Володченко
г. Балашов, БИСГУ
Использование насекомых
в исследовательской деятельности учащихся
В статье рассматриваются преимущества и недостатки
применения насекомых при организации исследовательской работы учащихся.
Исследовательская деятельность учащихся имеет важное значение при изучении дисциплин естественно-научного цикла, в том числе биологии. Научно-исследовательская деятельность способствует достижению целей образования, развитию необходимых компетенций, а также повышению интереса учащихся к процессу обучения. Введение в программу исследований позволяет не только ознакомить учащихся с теоретическими вопросами, но и дает возможность приобретения необходимых практических навыков. В современных условиях исследовательская деятельность рассматривается в основном как средство и метод активизации и оптимизации процесса обучения, что может повысить качество образования
в целом [1].
Насекомые являются крупнейшим классом живых организмов, имеют огромное значение для природы и человека. Однако в программе школьного курса биологии насекомым уделяется немного внимания в рамках изучения зоологии, где учащимся получают только начальные сведения об особенностях их строения и биологии. В дальнейшем эту тему практически не затрагивают ни на уроках, ни во время внеурочных мероприятий, неохотно применяют при выборе тематики научно-исследователь-ских работ.
Насекомые как объект научно-исследовательской работы обладают целым рядом достоинств:
— Высокое таксономическое разнообразие насекомых определяет многочисленность объектов исследования. По предварительным оценкам на территории России обитает свыше 100 тыс. видов насекомых — больше, чем всех других живых организмов вместе взятых, при этом знания большинства людей о насекомых фрагментарны. Фауна насекомых отдельных регионов России может составлять 10—20 тыс. видов. Это позволяет показать биологическое разнообразие родного края, красоту природы.
— Общая численность насекомых огромна, значительная часть видов представлена большим количеством особей. Это делает возможным изъятие из популяций какого-либо количества особей без отрицательных последствий для сообществ, а проведение некоторых исследований, например изучение фенетики или флюктуирующей асимметрии, невозможны без накопления статистических данных.
— Насекомые распространены практически повсеместно и населяют крайне разнообразные местообитания. Даже в условиях города можно найти каких-либо представителей класса, которые могут быть использованы в учебном процессе.
— Высокое разнообразие биологии и экологии представителей класса насекомых позволяет выбрать наиболее информативный для проведения исследования вид.
— Немаловажной особенностью является открытый образ жизни многих насекомых. Большинство из них ведут скрытный образ жизни, проведение наблюдений за ними крайне затруднено. Из живых организмов только растения и грибы могут сравниться с насекомыми по доступности для исследования. Многие насекомые не избегают человека и легко наблюдать за поведением и экологией.
— Насекомые весьма удобны для работы школьников тем, что сбор, монтирование, коллектирование и хранение большей их части не сложны и не требуют использования каких-либо препаратов и дополнительных финансовых затрат.
— Насекомые имеют разнообразное значение для человека. Многие виды относят к экономически значимым: есть и вредители сельского, лесного хозяйства, есть и полезные насекомые. Выполняя исследовательскую работу, учащиеся могут ознакомиться с особенностями биологии
и экологии вредителей и других видов, а выводы и рекомендации по работе будут иметь практическую ценность.
Благодаря этим особенностям насекомые являются удобным объектом для изучения в школе. Практически в течение всего курса биологии возможно применение энтомологических знаний. Местом проведения исследований может служить пришкольный опытный участок, территория школы, парк, естественные природные сообщества.
Наиболее значимым недостатком является сложность определения
некоторых систематических групп, с которым могут справиться только специалисты. Однако этого недостатка не лишены и другие животные
и растения. Организация научных и исследовательских работ в школе всегда требует определенной подготовки учителя биологии. Важным результатом качественного проведения исследовательских работ является формирование у учащихся целостных представлений о природе, роли насекомых в природе и жизни человека [2].
Литература
Пакулова В. М. Особенности современного урока биологии // Биология
в школе. 2005. № 8. С. 22—26.
Харитонов Н. П. Организация исследовательской деятельности учащихся // Биология в школе. 2004. № 6. С. 59—64.
П. А. Горина
г. Балашов, БИСГУ
|
