А.А. Калентьев

БАЗОВЫЙ КУРС ИНФОРМАТИКИ ДЛЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
А.А. Калентьев
(Самарский государственный аэрокосмический университет)
E-mail: ank@ssau.ru
Кафедра компьютерных систем Самарского государственного аэрокосмического университета более
10-лет обучает информационной грамотности студентов младших курсов инженерно-технических специальностей аэрокосмического профиля. Специальности этого профиля относятся к наукоемким, как и конструируемая ими продукция.
Развитие новых информационных CALS-технологий [1] относится в первую очередь именно к этим
специальностям, что подтверждает необходимость совершенствования базовой подготовки по информатике.
В рамках CALS-технологии будущему инженеру-конструктору предстоит не только работать с разноформатными программными приложениями по исследованию предметной области, но и хранить данные в интегрированной базе данных в текстовом формате стандарта STEP, принимать и передавать информацию об
изделии в синтаксически ориентированном формате. Сегодня уже недостаточно учить студента только умению делать расчет детали на компьютере, необходимо также уметь создавать электронное описание как самой детали, так и результатов расчета с последующей передачей их в интегрированную базу данных.
Умение формализовать предметную область, представить ее и расчетные данные синтаксически ориентированными средствами достигается на базе высокой математической и информационной культуры. Исходя из вышеизложенного, информатика для будущего инженера-конструктора становится не только сопутствующим, но и одним из основных предметом.
Смысл совершенствования базовой подготовки состоит в углублении теоретических знаний [2]. Если
вчера на конструкторских специальностях акцент делался на практическое знание компьютера в смысле “как
на нем работать”, то сегодня надо знать компьютер в смысле “как он работает”. Это видно на примере
CAD/CAM систем: Autocad, Cadds5, Cimatron, Компас и т.д. Можно научиться работать и добиться совершенства на одной из этих систем. Однако они так часто меняются, что очень трудно пройти по жизни, работая в одной системе. Переход к другим системам может быть очень болезненным, если не знать общих
принципов их работы. Недостаточно учить студента работе на клавиатуре без понимания общих принципов
работы компьютера.
Предлагается увеличить базовую подготовку по информатике с двух до трех семестров и от схемы
(1зачет, 1 экзамен) перейти к схеме (2 экзамена, 1 зачет). Под базовым курсом информатики понимается
набор дисциплин, первичных в понимании информационных процессов: основы информатики-лекции –
34часа, практика-34 часа; теория формальных грамматик – лекции-34 часа, практика-34часа; теория алгоритмических языков и программирование -лекции –34 часа, лабораторные работы- 34 часа. Безусловно информатика этим не ограничивается. Базовый курс включает необходимый минимум знаний, на основе которого в дальнейшем по усмотрению выпускающих кафедр можно продолжить изучение информатики. По
мнению автора, изучение информатики следует начинать с первого семестра обучения студентов.
В дисциплине “Основы информатики” рассматриваются разделы: элементы теории множеств, элементы булевой алгебры, элементы теории отношений, понятие отображения и функции, элементы теории вычислимости, способы представления данных. Данные разделы являются базовыми. В них вводятся первичные понятия, первичные объекты, являющиеся фундаментом сложных объектов. Они логически связаны
между собой: от множества к отношению, от отношения к функции. Функция, являясь основным объектом в
математике, должна стать таковым и в инженерной практике. С помощью этого понятия в дальнейшем можно строить сложные и составные объекты. В информатике изучение функции ведется с позиции ее формализации, т.е. изучаются способы представления ее в памяти компьютера.
Понятие алгоритма вводится через машину Тьюринга и понятие вычислимой функции. Может быть
машина Тьюринга будущему инженеру-конструктору и не нужна. Но это первая модель, на которой студент
учится механизму вычислений. Тем более, что эта модель максимально приближена к работе компьютера.
2
Знакомство с понятием вычислимой функции полезно студенту при изучении дисциплин, связанных с исследованием функций предметной области.
В дисциплине “Теория формальных грамматик” рассматриваются разделы: символы и цепочки, контексто-свободные грамматики, автоматные грамматики, конечные автоматы, алгоритмы разбора синтаксических конструкций. В данном курсе студент продолжает знакомиться с моделями и функциями специального
вида- заданными над конечным буквенным алфавитом. Эти знания являются основополагающими при формализации моделей предметной области, при представлении данных и результатов расчета в синтаксически
ориентированном виде. Одним из основных документов, с которым придется работать будущему инженеруконструктору это конструкторско - технологическая документация на сборочную единицу изделия. Это текстовый документ. До сегодняшнего дня в отечественной авиационной промышленности соответствующие
документы оформлялись на бумажном носителе. Одна из задач высшей школы относительно конструкторских специальностей, научить будущего инженера переносить конструкторско - технологическую документацию с бумажного носителя на электронный, а документацию на новое изделие сразу делать в электронном
виде.
В дисциплине “Теория алгоритмических языков и программирование” студент должен освоить один
из современных процедурных алгоритмических языков. Он должен научиться писать программы на алгоритмическом языке, знать, что функционально полный набор языка образуют операторы описания типов,
присваивания, условного перехода и оператора цикла. Одновременно с написанием программ студент
научится работать с текстовым редактором языка, тем самым отпадает необходимость включения в курс
обучения самостоятельного раздела – работа в текстовом редакторе. Помимо умения написания программ на
алгоритмическом языке студент должен знать теорию трансляции алгоритмических языков. Из всей этой
теории он должен запомнить такие понятия как: лексический, синтаксический и семантический анализ и что
любой язык при трансляции проходит через эти этапы. Эти знания делают студента независимым от частой
смены алгоритмических языков.
Дальнейшее изучение информатики не ограничивается оговоренными дисциплинами. Современное
состояние информатики включает такие дисциплины, как проектирование баз данных, вычислительные сети
и телекоммуникации, информационные технологии, распределенные вычисления и распределенные базы
данных, корпоративные сети и интернет-технологии. Необходимость дальнейшего узучения информатики
вытекает из требования работы будущего инженера – конструктора в корпоративной сети виртуального
предприятия, в режиме коллективного конструирования.
В заключении хотелось бы отдельно оговорить выполнение требований стандарта по конструкторским специальностям Министерства Образования РФ. Все перечисленное может быть достигнуто при модификации существующих стандартов.
Литература
1.В.В.Сало, В.Н. Везиров, АН. Давыдов, В.В. Барабанов Актуальность разработки и реализации CALS – технологий в отечественной промышленности // Проблемы продвижения продукции и технологий на внешний
рынок, 1997, спецвыпуск, с.3-6.
2. А.А. Калентьев Методика обучения информатике студентов аэрокосмического профиля // Межвузовская
научно – методическая конференция “Актуальные проблемы университетского образования” -Самара.
СГТУ. 2000. С.143-144.