V международная молодежная научная конференция «Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики»
Скачать 2.08 Mb.
|
Research Institute for Building Materials (Czech Republic)Pascal Forquin, Prof. Dr., Université Joseph Fourier, FranceHussam Ali Khalaf, PhD Marshes Research Center, University of Thi-Qar (Iraq) Organizing committee: Maxim Orlov (Ph.D., RSI AMM, Committee Chair), V.Goiko (TSU Conference Technical Secretary), N. Savkina, A. Kozulin, M. Martsenko, V. Solonenko, E. Borzenko, V. Poryazov, S.Orlov, M. Hmeleva, A. Usanina, S. Kul’kov, Yu. Ryzhikh, E. Pikushchak, N. Chinchikeeva, Al. Zhurmuhambetova, N. Skripnyak, D. Kasymov, A. Kagenov, K.Moiseva, A. Chrustalev, I. Gukov Address: Faculty of Physics and Engineering, National Research Tomsk State University, 36, Lenin Ave., Tomsk, Russia, 634050 Tel.: +79059905354 – Maxim Orlov E-mail: confmail@ftf.tsu.ru, orloff_m@mail.ru ПРЕДИСЛОВИЕ 25–27 ноября 2015 г. в Национальном исследовательском Томском государственном университете прошла V-ая Международная молодежная научная конференция «Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики». Участниками конференции были молодые ученые, аспиранты и студенты из Томска, Москвы, Новосибирска, Барнаула, Бийска, Н. Новгорода, Комсомольска-на-Амуре, Биробиджана, Новокузнецка, Нижневартовска, также приняли участие молодые исследователи из Казахстана, Алжира, Польши, Сербии и Ирака. Декан физико-технического факультета профессор Э.Р. Шрагер поприветствовал участников и пожелал плодотворной научной работы. Выступили с докладами Т.В. Бордовицына (зав. отдела НИИ ПММ ТГУ) доложила о вековых резонансах в динамике околоземных космических объектов; Л.Н. Мухин (сотрудник отдела практики и трудоустройства) говорил о возможностях, которые открываются перед выпускниками Томского государственного университета; Ю.П. Михайлеченко (директор физического кабинета) рассказал о физических экспериментах, которые демонстрируют физические законы таких разделов физики, как механика, оптика и электричество. Доклад В.Н. Лукина был посвящен стилю программирования, который, по мнению автора, необходим для разработки отечественных конкурентных программных продуктов. А.Б. Бобсуновский рассказал об оригинальной гибридной схеме системы мониторинга, в которой на основе измеренных параметров решается обратная задача по определению деформирования несущих конструкций сооружения. Продемонстрированы оригинальные натурные эксперименты по динамическому нагружению природных материалов, которые стали возможны благодаря мобильной лаборатории «Взрывное нагружение природных материалов». На пленарном заседании прозвучали также доклады о некоторых компаниях, деятельность которых соответствует тематике конференции: ООО «КузбассСпецВзрыв», ЗАО «Нижневартовский центр по техническому освидетельствованию оборудования и промышленной экспертизе объектов», ООО «Саровский Инженерный Центр» и ООО «Академкнига». Одной из основных целей конференции являлось привлечение и закрепление в сфере науки и инноваций молодых исследователей – будущего отечественной науки. Работа конференции проходила в рамках 6 секций: 1. Взрывные, детонационные процессы и свойства вещества при высокоэнергетических воздействиях. 2. Численные методы, алгоритмы, программы и точные решения задач механики сплошных сред. 3. Исследования новых перспективных материалов в приложениях механики сплошных сред. 4. Баллистика и небесная механика. 5. Математическое и физическое моделирование технических и природных систем. 6. «Математика, физика и информатика» для молодых исследователей и учащихся общеобразовательных школ и лицеев. На закрытии выступил со-председатель конференции академик РАН А.М. Липанов Он рассказал о плодотворной научной работе по решению практически значимых задач для ракетно-космической отрасли и вручил памятные дипломы за лучшие доклады. Сайт конференции: https://ftf.tsu.ru/# До новых встреч! Со-Председатель Программного комитета конференции профессор Глазунов А.А. председатель Организационного комитета конференции к.ф.-м.н., Орлов М.Ю. PREFACE 25−27 November 2015 was held V-th International Youth Scientific Conference "Currently issues of modern continuum mechanics and celestial mechanics" at the National Research Tomsk State University. The conference participants were young scientists, post-graduate students and students from Tomsk, Moscow, Novosibirsk, Barnaul, Biisk, Nizhny Novgorod, Komsomolsk-on-Amur, Birobidzhan, Novokuznetsk, Nizhnevartovsk. Also were participated young researchers from Kazakhstan, Algeria, Poland, Serbia and Iraq. Dean of the Faculty of Physics and Technics, prof. E.R. Schrager welcomed the participants and wished them a fruitful scientific work. T.V. Bordovitsyna (Head of the Department of Applied Mathematics and Mechanics Research Institute TSU) reported on secular resonances in the dynamics of near-Earth space objects; L.N. Mukhin (at the Department of Practice and Employment) spoke about the opportunities that are open to graduates of the Tomsk State University; Y.P. Mihaylechenko (director of the physics laboratory) spoke about the physical experiments which demonstrate the physical laws of such branches of physics as mechanics, optics and electricity. The plenary session also included reports of some companies, the activity of which corresponds to the topics of the conference: "KuzbassSpetsVzryv", "Nizhnevartovsk center for technical inspection of the equipment and expertise of industrial facilities", "Sarov Engineering Center" and "Akadembook". One of the main goals of the conference was to attract and retain in the field of science and innovations of young researchers - the future of Russian science. The conference was held within the framework of 6 sessions: 1. Explosion and detonation processes and properties of matter under high energy impacts 2. Numerical methods, algorithms, programs and exact solutions of continuum mechanics problems 3. New materials research in application to continuum mechanics 4. Ballistics and celestial mechanics 5. Physical and mathematical modeling of natural and technical systems 6. “Mathematics, physics and computer science” session for schools At the closing acts as co-chairman of the conference academician Lipanov AM . He spoke about the fruitful scientific work on solving practically important problems for the space industry and awarded diplomas for the best reports. Conference Website is following: https://ftf.tsu.ru/#Until we meet again! Co-Chairman Program committee of the conference Prof. Glazunov A.A. Chairman of the Conference Organizing Committee Ph.D., Orlov M.Yu. ПЛЕНАРНЫЕ ДОКЛАДЫ  PLENARY SESSION ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЗРЫВНОГО НАГРУЖЕНИЯ ЛЬДА THE INVESTIGATION OF THE ICE UNDER EXPLOSIVE LOADING 1М.Ю. Орлов, 2Л.С. Кружка, 1M.Yu. Orlov, 2L.S. Kruzska Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики Томского государственного университета Военно-технологическая академия им. Я. Домбровского, Research Institute of Applied Mathematics and Mechanics of Tomsk State University Military University of Technology, Poland orloff_m@mail.ru The research of the behavior of certain natural materials are now relevant.This is due to the development of the northern territories, the extraction of natural resources in the Far North, etc. Currently, fewworksweredevotedtothisscientific problem (Carney K.S. et al. 2006; Com-bescure A et al. 2011; Sherburn A. et al. 2010; Gorelski V.A. et al. 2012; Orlov M. Yu. et al. 2014).It is known that many natural materials under certain conditions have a common mechanism of destruction. Ice is a little known natural material.The modern concept of failure the ice are just beginning to develop. This is due to the complex structure of the ice, the presence of phase transitions during deformation, unique plastic properties. There are over 16 types of ice, the latter type of ice has an extraterrestrial origin. In the United States resumed the program “SCICEX” within which there is a collection of scientific data using the ships of the Navy. The existing experimental data on dynamic loading of ice is not consistent with each other due to the complex structure of ice. Experimental data on explosive loading of ice were not found. In laboratory 21 of the Research Institute of Applied Mathematics and Mechanics at Tomsk State University has developed a new physical-mathematical model of ice behavior under the shock and explosive loads, a numerical method to calculate itsstress-strain state with allowance for its fragmental failure (Glazyrin V.P. et al. 2006;). Also the scientific data (theoretical and experimental) on the behavior of polycrystalline ice under shock and explosion have been summarized. Was modified numerical method for the calculation of explosive loading of ice for the problems of explosive destruction of thick ice (2 meters). For the development of a numerical method requires reliable experimental data on the processes of destruction the ice with explosiveconditions. Laboratory 21 of the Research Institute of Applied Mathematics and Mechanics at Tomsk State University has developed a newphysical-mathematical model of ice behavior under the shock and explosive loads, a numerical method to calculate its stress-strain state with allowance for its fragmental failure. Also the scientific data (theoretical and experimental) on the behavior ofpolycrystalline ice nder shock and explosion have been summarized. In the present researchwas to investigate the process of explosive loading of bar ice. The object of this study is the medium first year ice. The explosive mass was 8 kg. The diameter holes in the ice was 11 cm. The ice thickness was 70 cm. The full-scale tests was conducted in this year on the Tom River in Siberian. The ice cover has been studied in detail for the presence ofpolynyas and other defects (crack, thaw holes, etc).The depth of water under the ice cover was more than 7 meters. The width of the river at this place was more than 500 meters. The water flow was not significant.The full-scale tests were carried out in conjunction with "KuzbassSpetsVzryv." After nder explosive the following results were obtained. Iceformedlanediameterof 4.3-4.5 meters. The geometrical shape ofthe lane as close to a circle. etonation products formed by a large number of small fragments of ice, which can be seen in and around the lane. Large fractions of ice (more than 100 cm) is not found. Radiusscatterdebriswas about5 meters. Radial cracks on the surface of the ice is not revealed. The data are summarized in a relational database «EplosiveIceBaseDate». Literature 1. Physics and mechanics of ice Symposium. Cophenhagen, Technical University of Denmark, Editor P. Tryde, 1983, p. 352. 2. Glazyrin V.P., Orlov M.Yu. and Orlov Yu.N.The destruction of the ice under the detonation products, Physics, no 8/2, 51 (2008), p. 136–142. ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «НИЖНЕВАРТОВСКИЙ ЦЕНТР ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЮ ОБОРУДОВАНИЯ И ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ ОБЪЕКТОВ» CLOSE JOIN-STOCK COMPANY «NIZHNEVARTOVSK CENTER OF TECHNICAL SURVEY OF THE EQUIPMENT AND INDUSTRIAL EXAMINATION OF OBJECTS» Г.Н. Богомолов, Д.С. Кравченко, А.В. Левченко G.N. Bogomolov, D.S. Kravchenko, A.V. Levchenko Нижневартовский центр по техническому освидетельствованию оборудования и промышленной экспертизе объектов Nizhnevartovsk center of technical survey of the equipment and industrial examination of object bogomol-ncto@mail.ru Основная деятельность ЗАО "НЦТО" оказание услуг по техническому диагностированию и экспертизе промышленной безопасности устройств, проведение разрушающих и неразрушающих методов контроля, стилоскопирование и металлография оборудования, энергетическое обследование, экспертиза проектной и иной технической документации. Многолетний опыт, высококвалифицированный персонал, современное техническое оснащение и уникальная приборная база вот основные качества ЗАО "НЦТО", которые позволяют предприятию быть одним из лучших по стране в области экспертно-диагностических услуг. ЗАО "НЦТО" имеет за плечами многолетний опыт успешной работы в области промышленной безопасности. Основанное в 1999 г. небольшим коллективом, предприятие одним из первых начало проводить диагностические услуги на месторождениях Ханты-Мансийского автономного округа. На сегодняшний день территория оказания услуг намного шире границ Югры и включает в себя субьекты Российской Федерации: Томская и Тюменская области, Ямало-Ненецкий и Таймырский автономные округа, Красноярский край, а партнерские отношения давно вышли за пределы нашей страны. Блягодаря накопленным знаниям, предприятие способно эффективно выполнять договорные обязательства, решать нестандартные задачи на опасных производственных объектах, а в ряде случаев проводить уникальные для нефтегазовой отрасли работы. Шагая в ногу со временем, предприятие постоянно анализирует мировой рынок диагностического оборудования и приборов измерения. Подбирая наиболее подходящее оборудование для конкретных задач, в лаборатории ЗАО "НЦТО" собран уникальный пречень приборов, позволяющих дать максимальную информацию о техническом состоянии объекта. Начиная с высокоточных ультразвуковых толщиномеров Olympus 38DL Plus и вибродиагностических анализаторов STD-3300, рыначная цена которых превышает 350 тыс. руб. за прибор, до систем сплошного сканирования TesTex и Wevemaker G3, стоимость которых превышает 10 млн. руб. Одним из новых и приоритетных направлений в предприятии является внутритрубная диагностика трубопроводного транспорта с использованием ультразвуковых и магнитных снаряд-дефектоскопов. Особое внимание на предприятии уделяется квалификации персонала. Сегодня невозможно провести качественную оценку технического состояния оборудования без подготовленного персонала. Техническая сложность обследуемого оборудования, трудоемкая в освоении приборная база и прилагаемое программное обеспечение, требуют постоянного расширения теоретических знаний и совершенствования практических навыков специалистов. В штате предприятия 2 кандидата технических наук, 40 экспертов в области промышленной безопасности и более 80% сотрудников имеют высшее образование. В ЗАО «НЦТО» существует собственный учебный центр, который позволяет проводить обучения специалистов без отрыва от производства. В целях углубленного изучения основных методов контроля (ВИК, УЗК, РК, ВД и др.) в учебный центр приглашаются преподаватели различных цетров неразрушающего контроля, где молодые специалисты набираются необходимыми для работы знаниями. Для освоения более сложных методов контроля (АЭ, МПМ, НДС и др.) организуется выезд специалистов в специализированые учебные цетры, что позволяет опытным специалистам осваивать новые направления диагностирования. Такой подход в обучении позволяет максимально эффективно использовать передачу личного опыта между специалистами, занятыми на разных объектах (промысловый и технологический трубопровод, сосуды под давлением и РВС, краны и подъемные сооружения и т.д.). О высоком профессионализме предприятия можно судить по отзывам от своих клиентов. ОАО "НК "Роснефть", ОАО "Газпром-нефть", ООО "Газпром Трансгаз Сургут", ОАО "СИБУР Холдинг", ОАО "Сургутнефтегаз", ОАО НК "ЛУКОЙЛ", ОАО "Славнефть-МНГ", ОАО "ТомскНефть", ЗАО "РОСПАН Интернэшнл", Компания "Халлибуртон Интернэшнл" и др. – всего более 300 предприятий в различных регионах страны. Новые задачи стоящие перед нефтегазовыми предприятиями по освоению трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья в ближайшее время, автоматически устанавливают новые горизонты развития для предприятий оказывающих экспертно-диагностические услуги. ЗАО "НЦТО" всегда открыто для предложений и рассмотрит все варианты сотрудничества с промышленными предприятиями, научными центрами и учебными заведениями. Отдел кадров предприятия приглашает на работу экспертов, молодых специалистов с дипломами бакалавриата и магистратуры для трудоустройства, а студентов старших курсов технических специальностей для прохождения летней практики. С боллее подробной информацией можно ознакомится на сайте предприятия [1]. Литература
ВЕКОВЫЕ РЕЗОНАНСЫ В ДИНАМИКЕ ОКОЛОЗЕМНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ SECULAR RESONANCES IN DYNAMICS OF NEAR–EARTH SPACE OBJECTS Т.В. Бордовицына T.V. Bordovitsyna Национальный исследовательский Томский государственный университет National research Tomsk State University tvbord@sibmail.com По данным НАСА (http://www.nasa.gov) в настоящее время в околоземном пространстве находится около 20000 объектов размером от 10 см и более. Вся эта масса неуправляемых объектов движется по законам небесной механики в сложном поле сил, определяемом гравитационным влиянием Земли, Луны и Солнца, и постоянно создает опасность столкновения с функционирующими объектами. Важным, но недостаточно изученным, возмущающим фактором в движении околоземных объектов являются вековые резонансы. Вековые резонансы – это наличие соизмеримости между скоростями изменения долготы перицентра и долготы восходящего узла спутника с одной из собственных частот третьего тела (Луны или Солнца), к которым относятся среднее движение третьего тела и скорости изменения их долгот перицентра и восходящего узла. Характерной особенностью влияния ряда вековых резонансов является возрастание эксцентриситета орбиты объекта, что существенным образом меняет положение орбиты в пространстве. В результате орбита отработавшего объекта становится отличной от номинальной, что может приводить к столкновениям отработавших объектов с функционирующими. При наложении резонансов в движении объектов может возникать хаотичность, что делает их движение плохо предсказуемым. Из всего сказанного можно сделать вывод, что проблема исследования влияния вековых резонанс на долговременную орбитальную эволюцию околоземных объектов является актуальной. Группой сотрудников НИИПММ ТГУ разработана численно-аналитическая методика [1, 2] выявления и исследования влияния вековых резонансов на движение неуправляемых околоземных космических объектов Проведен обширный численно-аналитический эксперимент по исследованию распространенности вековых резонансов в околоземном орбитальном пространстве и их влияния на долговременную орбитальную эволюцию объектов космического мусора. Построены динамические портреты, а также рассмотрена эволюция во времени критических аргументов для всех вековых резонансов, действующих в диапазоне больших полуосей от 8000 до 55000 км и в диапазоне наклонений от до, для значений эксцентриситетов орбит 0.01, 0.6 и 0,8. Показано, что область наибольшего влияния вековых резонансов начинается от значений большой полуоси 20000 км и наклонений. Причем в области орбитального пространства с большими полуосями от 40000 км и выше и наклонениями – на движение объектов одновременно влияет большое количество вековых резонансов. Среди них могут быть как устойчивые резонансы, так и неустойчивые, у которых критический аргумент неоднократно меняет характер изменения с либрационного на циркуляционный и обратно. Движение таких объектов является нерегулярным, а в динамике имеют место долгопериодические колебания эксцентриситета и наклонения с большими амплитудами и стремительная хаотизация. Эволюция приполярных орбит с наклонениями и градусов является особенно сложной. Причем орбитальная эволюция объектов с наклонениями градусов является катастрофичной при любых значениях эксцентриситетов. Кроме того, движение таких объектов является хаотичным. Полученные результаты позволяют выделить несколько общих закономерностей в динамике околоземных объектов, подверженных действию вековых резонансов: а) среди вековых резонансов, связанных со средним движением третьего тела наибольшее влияние на движение объектов оказывают вековые резонансы, связанные со средним движение Солнца; б) наложение нескольких устойчивых вековых резонансов не приводит к возникновению хаотичности, в то же время вхождение объекта в орбитальный резонанс с вращением Земли при наличии вековых резонансов может сопровождаться возникновением хаотичности в движении объектов; в) хаотичность возникает также при наложении устойчивых вековых резонансов одного спектрального класса и нескольких резонансов того же класса, для которых критический аргумент меняет либрационный характер изменения на циркуляционный и обратно. Литература
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В ПАССАЖИРСКОМ САЛОНЕ САМОЛЕТА SSJ-100 PARAMETERS CALCULATING OF AIR ENVIRONMENT IN PASSENGER CABIN IN AIRCRAFT SSJ-100 А.Ю. Кудрявцев, А.Н. Говорунов A.Y. Kudryavtsev, A.N. Govorunov ООО «Саровский Инженерный Центр», Саров, Россия Sarov Engineering Center, Sarov, Russia mikhail.kochetkov@cd-adapco.com При создании гражданских самолетов важным требованием является обеспечение комфортных условий в пассажирском салоне, которые в значительной степени определяются состоянием воздушной среды (распределением давления, температуры, влажности, концентрации углекислого газа, скоростей движения воздуха с учетом тепловыделения и дыхания пассажиров) во всех необходимых режимах эксплуатации лайнера. ОАО «Компания «Сухой» (г. Москва) одна из ведущих Российских корпораций, разрабатывающих авиационную технику различного назначения. Саровскому Инженерному Центру было предложено провести численные расчеты термодинамического состояния воздушной среды в салоне нового пассажирского самолета Superjet-100 в заданных условиях. Расчеты должны отражать реальную форму салона с элементами подачи и отбора воздуха, багажными стеллажами и креслами с пассажирами, выделяющими углекислый газ и тепловую энергию Для качественного моделирования термодинамики воздуха в салоне необходимо детальное пространственное разрешение дискретной модели, учитывающей реальную сложную форму газовой полости, что ведет к большой размерности задачи. На основе 3D CAD модели, предоставленной Заказчиком, средствами STAR-CCM+ создана односвязная область сложной формы, отражающая все особенности реального объекта, включая манекены пассажиров. Размерность разработанной компьютерной модели составляет 115.4 млн ячеек Для решения задачи использовались кластерные вычислительные ресурсы «Саровского Инженерного Центра», позволившие получить детальную картину распределения температуры, скорости движения и влажности воздуха, концентрации углекислого газа в пассажирском салоне лайнера при работе климатического оборудования на заданных режимах. Результаты расчетов и их анализ позволили специалистам ЗАО «ГСС» обосновать правильность принятых технических решений при проектировании и обеспечить комфорт пассажиров при эксплуатации нового само-лета. Компания «Саровский Инженерный Центр» (СИНЦ) является научно-инженерным предприятием, работающим в области компьютерных технологий инженерного анализа и моделирования мирового уровня. Компания активно участвует в процессе внедрения технологий CAD, CAE, FEA, CFD в практическую работу Российских предприятий на основе эффективных решений широкого круга прикладных проблем механики сплошных сред: статической, динамической, вибрационной прочности и тепломассопереноса: аэродинамики, газодинамики, гидравлики, теплопроводности. СИНЦ единственный официальный представитель компании CD-HYPERLINK "http://www.cd-adapco.com/"adapco и официальный представитель компании Dassault Systemes SIMULIA на территории России и стран СНГ. Специалисты СИНЦ имеют многолетний опыт работы в различных отраслях промышленности и оказывают весь спектр услуг, включая комплексную интеграцию (поставку, обучение, техническую поддержку) программных комплексов CD-HYPERLINK "http://www.cd-adapco.com/"adapco и Dassault Systemes SIMULIA, а также выполняет расчеты на собственных вычислительных ресурсах по техническим заданиям Заказчиков. СОПРОВОЖДЕНИЕ СИСТЕМ И СТИЛЬ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ SUPPORT AND THE STYLE OF PROGRAMMING FOR STUDENTS В.Н. Лукин, V.N. Lukin Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет) Moscow Aviation Institute (National Research University) lukinvn@list.ru Рассматривается сопровождение – наиболее трудоёмкий этап жизненного цикла программных систем. Уменьшить трудоёмкость предлагается за счёт стиля программирования, которому нужно обучать студентов. We consider the support as the most time-consuming phase of the life cycle of software. The students need to study to use the style of programming that is the reason to reduce the laboriousness of support. Прикладное программное обеспечение, особенно разработанное на заказ, обходится недёшево, поэтому важно, чтобы затраты на него окупились достаточно быстро. Значит, его функциональность должна соответствовать потребностям владельца (заказчика), а взаимодействие с ним должно быть удобным. Поддержка системы в работоспособном состоянии в изменяющихся условиях, в том числе, при появлении новых требований обеспечивается процессом сопровождения. Несмотря на то, что этап сопровождения входит в стандартный жизненный цикл программного обеспечения, в вузовских программах он занимает весьма скромное место. Действительно, проводить работы по сопровождению программных систем в вузе практически нереально: нет объекта исследования, да и преподавателей, имеющих соответствующий опыт, тоже. По оценкам, сопровождение поглощает в среднем 60% общих затрат на систему, из них больше половины идёт на модификацию [1]. Цикл внесения типичного изменения содержит следующие фазы: определение изменений, ознакомление с документацией, трассировка логики, внесение изменений, отладка, обновление документации. Трудоёмкость второй и третьей фаз непосредственно зависит от качества текста программы и составляет, по тем же оценкам, 45% времени. Трудоёмкость других фаз может быть уменьшена, например, за счёт использования соответствующих методологий, но сам код от них лучше не становится. Современные программы должны приспосабливаться к изменяющимся условиям. Чем выше качество кода, тем он удобнее для анализа, тем дешевле обходится сопровождение. Таким образом, естественный путь снижения трудоёмкости, а, стало быть, и стоимости сопровождения – это улучшение качества текста программы, особенно его понятности. Текст понятен, если он базируется на небольшом наборе конструкций и снабжён необходимым количеством пояснений. Именно это чаще всего понимают под стилем программирования. Фирмы, разрабатывающие программные продукты, нередко требуют от сотрудников соблюдения «корпоративного стиля», который в значительной мере способствует появлению качественного кода. Кошмар сопровождающего программиста – текст программы юного гения, который гордится, что его изделие работает, а никто не может понять, почему. Обычно это результат увлечения олимпиадными задачами. Таких работников приходится переучивать, получая обвинения в ретроградстве, нарушении прав и свобод и феодальному подходу к руководству. Поэтому при обучении студентов следует обращать особое внимание на стиль написания программного текста. В работе [4] под стилем программирования понимается общая и внутренне согласованная совокупность базовых конструкций программ и способов их композиции, обладающая общими фундаментальными особенностями, как логическими, так и алгоритмическими. Стиль включает также совокупность базовых концепций, связанных с этими программами. В структурном программировании управляющие структуры образуют иерархию, с которой должны согласовываться потоки передачи данных. Этот стиль лучше всего обоснован теоретически. Объектно-ориентированный стиль оперирует объектами (моделями), которые меняются при выполнении методов их обработки. Качеству программного обеспечения, особенно такому его аспекту, как сопровождаемость (см. ISO 9126), в вузе уделяется не так много внимания: считается, что главное – научить студента хоть как-то программировать. Действительно, качество программы включает многие аспекты, которые не всегда могут быть понятны на младших курсах. Но качество именно текста – понятие достаточно простое, которое практически всегда может обеспечиваться его стилем. Таким образом, преподаватель может заранее определить некоторый стиль, который обеспечит лёгкость понимания текста не только преподавателем, но и коллегами-студентами. Если студент впервые знакомится с программированием, он обычно принимает предложенный стиль. В противном случае, особенно если он успел испортить стиль в школе или при самостоятельном обучении, требование подчиняться заданному стилю воспринимается плохо, и приемлемое качество программирования не достигается. Нужно, чтобы студент осознал необходимость придерживаться принятого (возможно, и не им) стиля и умел к нему адаптироваться. Наплевательское отношение к требованиям стиля может сыграть злую шутку с автором во время работы в приличной программистской фирме. Правда, бывает, что и преподаватели, ориентированные на академический подход, недооценивают роль стиля. Порой и в самом деле есть желание вообще как-нибудь выучить программировать, не то, что качественно. Но это неверно хотя бы потому, что обучение с учётом стиля даёт лучшие, более устойчивые результаты. Итак, при обучении студентов следует обращать внимание, прежде всего, на ясную структуру текста, чтобы с одного взгляда оценить его суть. Именно этот навык станет наиболее ценным, когда бывший студент приступит к сопровождению программной системы. Нужно всячески избегать конструкций, которые могут быть поняты неоднозначно. Заметим, что витиеватые фрагменты – предмет гордости молодых непрофессиональных программистов («я ещё и не так могу!»). Печально, что изобретение программных ребусов нередко поддерживается преподавателями и всячески стимулируется олимпиадными задачами, которые не имеют никакого отношения к реальному программированию. Второй вопрос – комментарии. Студенческая программа пишется для однократного употребления: сдал и забыл. Конечно, прямого стимула, если этого не требует преподаватель явно, для их написания нет. Тогда можно взять сданные программы по более ранней теме, перетасовать их и раздать студентам для внесения каких-либо улучшающих изменений. Заодно станет понятным, что значит улучшать чужую программу. Но на подобные действия обычно не хватает времени, так что приходится просто формулировать правила комментирования и требовать их исполнения. Примерными правилами могут служить следующие:
Третье – это имена переменных. Надо требовать, чтобы они были содержательными. Ясно, что к «абстрактным» задачам, например, умножение матриц, или переменным типа параметра цикла это не относится. Недопустимо, чтобы одна переменная использовалась для разных целей: много здесь не наэкономишь, а неприятностей будет достаточно. Одинаковый стиль следует выдерживать на протяжении всего текста, программа не должна походить на лоскутное одеяло. В качестве контроля может выступить, в частности, структурное тестирование. Следует потребовать от студента набор тестов, отвечающих структуре проверяемой программы. И ещё одна сторона проблемы. Это проверочные материалы, которые предлагаются студентам на всех уровнях контроля. Как правило, задание, содержащее текст программы, производит удручающее впечатление в смысле стиля. Понятно желание авторов как-то его усложнить, но они делают это не за счёт алгоритма, а за счёт стиля, что нельзя считать правильным. В результате не проверяются ни знания, ни профессиональные умения. Но при этом провоцируется написание своего текста в том же стиле. Приведённый фрагмент в некоторой степени иллюстрирует тестовые задания: // Определить, что будет выведено на печать var a,b: char; procedure AAA(a: integer); const b=true; begin writeln(a,’ ‘,b) end; procedure BBB; var a: char; begin a:=succ(b); b:=’+’; writeln(a,’ ‘,b) end; begin a:=’a’; b:=’1’; AAA(2); writeln(a,’ ‘,b); BBB; writeln(a,’ ‘,b) end. Завершим интересным наблюдением Н.Н. Непейводы [4]: «Программирование больше похоже на стихи, чем на прозу. Без самоограничения не достигнешь совершенства, и во всех случаях, когда пытались обеспечить программистам «свободу выражения», это приводило лишь к концептуальным противоречиям и открывало настежь двери для хакерства. Так что нужно нацеливать мысль, а не освобождать ее. Свобода для творца не является ценностью, если продуктами его творения будут вынуждены пользоваться другие». Литература Гласс Р. Программирование и конфликты 2.0. СПб.: Символ-Плюс, 2010. Лукин В.Н. Обучение качественному программированию: Материалы XVI Междунар. конф. по вычисл. механике и совр. прикладным программным системам, Алушта, Крым., М.: Вузовская книга, 2009. Лукин В.Н., Чернышов Л.Н. О подготовке специалистов в области ПО. Восьмая конференция «Свободное программное обеспечение в высшей школе»: Тезисы докладов / Переславль. М.: Альт Линукс, 2013. Непейвода Н.Н. Стили программирования как общий подход к системе понятий информатики: http:// is.ifmo.ru/aboutus/_log_prog2.pdf |
Похожие:
 | Физических основ прочности в Институте механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук |  | России, стран СНГ и дальнего зарубежья. Форма проведения Конференции – заочная, очного участия не предусмотрено. Рабочий язык Конференции... |
| России, стран СНГ и дальнего зарубежья. Форма проведения Конференции – заочная, очного участия не предусмотрено. Рабочий язык Конференции... | | К участию в Конференции приглашаются ученые, преподаватели, аспиранты, докторанты, студенты вузов и ссузов, ведущие научные исследования... |
| Ссионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» (Башкирский гау) проводит Вторую международную молодежную... | | Актуальные проблемы лингвистики и лингводидактики иностранного языка делового и профессионального общения |
| Системные проблемы надёжности, качества, компьютерного моделирования, информационных и электронных технологий в инновационных проектах... | | «Новосибирск Экспоцентр» в рамках Международной выставки машиностроения и металлообработки mashex siberia по адресу: г. Новосибирск,... |
| Деловое письмо как предмет в 10 – 12 классах специальной (коррекционной) общеобразовательной школы VIII вида | | Актуальные проблемы современной науки: Труды 14-й Международной конференции -конкурса «Актуальные проблемы современной науки». Гуманитарные... |