Шамоня В., Семеніхіна О., Друшляк М [marydru@fizmatsspu.sumy.ua]
Сумський державний педагогічний університет імені А.С. Макаренка, Україна
Download in PDF: http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/journals/2019-v2-20/2019_2-20-Shamonia_Semenikhina_Drushlyak_FMO.pdf

ВИКОРИСТАННЯ СЕРЕДОВИЩА PROTEUS ДЛЯ ВІЗУАЛЬНОГО МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ БАЗОВИХ ЕЛЕМЕНТІВ ІНФОРМАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ

Формулювання проблеми. Сучасна університетська підготовка ІТ фахівців з необхідністю передбачає вміння коректно використати інформаційні технології, яке часто неможливе без розуміння теоретичних основ функціонування апаратного засобу чи інформаційної системи загалом. У підготовці фахівців галузей знань «12 Інформаційні технології» та «01 Освіта (014 Середня освіта. Інформатика)» вважаємо за необхідне зосередити увагу не тільки на боці «споживання» технічного чи спеціалізованого програмного забезпечення, а і на боці розуміння логічних, фізичних та математичних основ його функціонування через візуалізацію у віртуальних лабораторіях. Метою статті є висвітлення доробку авторів стосовно комп’ютерної візуалізації роботи логічних елементів інформаційної системи на базі ISIS Proteus.
Матеріали і методи. Для виконання дослідження використано: термінологічний аналіз для уточнення тезаурусу дослідження; аналіз спеціалізованих програмних засобів та рекомендацій науковців з метою обрання найбільш ефективного для демонстрації роботи логічних елементів інформаційної системи; системний аналіз наукових джерел для визначення найбільш важливих напрямків, на яких варто зосередити увагу при формуванні в ІТ-фахівців уявлень про логічні та фізичні основи функціонування інформаційних систем; моделювання для візуалізації фізичних процесів.
Результати. Моделювання логіки фізичних процесів на базі Proteus позитивно впливає на рівень навчальних досягнень майбутніх ІТ-фахівців, що підтверджено аналізом одержаних результатів на рівні значущості 0,05 за критерієм Ст’юдента.
Висновки. Використання віртуальних лабораторій як засобів комп’ютерної візуалізації прихованих (закритих) процесів, що відбуваються в інформаційній системі, зміщує акценти навчання з теоретичної та експериментальної площин в інтелектуальну галузь детального осмислення одержаних результатів. Для візуалізації закритих процесів, що відбуваються в інформаційній системі, доцільно використовувати середовище Proteus. Виконання лабораторних робіт у Proteus дозволяє продемонструвати майбутнім ІТ-фахівцям логіку роботи базових елементів інформаційної системи на основі побудови логічних функцій обробки двійкових сигналів
Ключові слова: візуальне моделювання, логічні елементи інформаційної системи, віртуальна лабораторія, Proteus, моделювання електричних схем, підготовка IT спеціалістів.

USE OF THE PROTEUS FOR VISUAL MODELING OF THE WORK
OF THE INFORMATION SYSTEM BASIC ELEMENTS
V. H. Shamonia, О. V. Semenikhina, M. G. Drushlyak
Makarenko Sumy State Pedagogical University, Ukraine

Formulation of the problem. The modern university training of IT specialists with the necessity involves the ability to correctly use information technology, which is often impossible without understanding the theoretical foundations of the functioning of a hardware device or information system in general. In the training of specialists in the fields of knowledge "12 Information Technologies" and "01 Education (014 Secondary Education. Informatics)" we consider it necessary to focus not only on the side of "consumption" of technical or specialized software, but on the side of understanding logical, physical and mathematical basics of its functioning through visualization in virtual laboratories. The purpose of the article is to highlight the authors' revision concerning computer visualization of logic elements of the information system based on ISIS Proteus.
Materials and methods. The terminology analysis was used to clarify the research thesaurus. The analysis of specialized software and recommendations of scientists in order to select the most effective for demonstration of logic elements of the information system was used. The systematic analysis of scientific sources to identify the most important areas in which it is worthwhile focusing on the formation of ideas in the IT specialists about the logical and physical bases of the functioning of information systems; simulation for visualizing physical processes was used.
Results. The simulation of the logic of physical processes based on Proteus positively affects the level of educational achievements of future IT specialists, which is confirmed by the analysis of the obtained results at the significance level of 0.05 according to the Student test.
Conclusions. The use of virtual laboratories as means of computer visualization of hidden (closed) processes occurring in the information system shifts the emphasis of learning from theoretical and experimental planes into the intellectual branch of a detailed understanding of the results obtained. To visualize the closed processes occurring in the information system, it is advisable to use the Proteus environment. Performing lab works in Proteus allows you to demonstrate to the future IT specialists the logic of the work of the basic elements of the information system based on the construction of logical functions of processing binary signals.
Keywords: visual modelling, logical elements of information system, virtual laboratory, Proteus, modelling of electrical circuits, IT spesialists’ preparation.

Список використаних джерел

1. Lee J. Leitner, John W. Cane. A virtual laboratory environment for online IT education. Proceeding SIGITE '05 Proceedings of the 6th conference on Information technology education. (Newark, NJ, USA, October 20 – 22, 2005). 2005. P. 283-289.
2. Potkonjak V., Gardner M., Callaghan V., Mattila P., Guetl C., Petrović V.M., Jovanović K. Virtual laboratories for education in science, technology, and engineering: A review. Computers and Education, 2016. 95. P. 309-327.
3. Proteus. URL: http://www.labcenter.com/index.cfm (Дата звернення 06.06.2019).
4. Головко М. В., Крижановський С.Ю., Мацюк В. М. Моделювання віртуального фізичного експерименту для систем дистанційного навчання в загальноосвітній і вищій педагогічній школах. Інформаційні технології і засоби навчання, 2015. Том 47, №3. C.36-48.
5. Гук М.Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. СПб. : Питер, 2006. 1072 с.
6. Дубровин В.С. Использование виртуальных лабораторных работ – как элемент повышения качества подготовки специалистов. High technologies in Earth space research, 2012. № 2. C.11-13.
7. Козловский Е.О., Кравцов Г.М. Виртуальная лаборатория в структуре системы дистанционного обучения. Информационные технологии в образовании, 2011. № 10. С. 102-109.
8. Семеніхіна О. В. Теорія і практика формування професійної готовності майбутнього вчителя математики до використання засобів комп’ютерної візуалізації математичних знань : ареф. дис. … доктора пед. наук: 13.00.04 / ДВНЗ „Донбаський державний педагогічний університет”. Слов’янськ, 2017.
9. Семеніхіна О.В., Шамоня В.Г. Віртуальні лабораторії як інструмент навчальної та наукової діяльності. Педагогічні науки: теорія, історія, інноваційні технології, 2011. №1(11). С. 341-346.
10. Скорнякова О.В. Аналіз сформованості конкурентоспроможності майбутніх ІТ-фахівців у процесі вивчення фахових дисциплін в одеському технічному коледжі ОНАХТ. Український психолого-педагогічний науковий збірник, 2016. № 9. C. 100-105.
11. Таненбаум Э. Архитектура комп’ютера. СПб.: Питер, 2007. 844 с.
12. Трухин А. В. Использование виртуальных лабораторий в образовании. Открытое и дис-танционное образование, 2002. № 4 (8). С. 67-69;
13. Харрис Д.М., Харрис С.Л. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера, Morgan Kaufman, 2013. 1621с.
14. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники, т.1, т.2. М.: Мир, 1984. 598с.
15. Щедролосьєв Д.Є. Особливості підготовки ІТ-фахівців в українських вищих навчальних закладах. Комп’ютер у школі та сім’ї, 2010. №8. C.12-15.
16. Яшанов С.М., Яшанов М.С. Теоретичні та методичні проблеми застосування вільно розповсюджуваного програмного забезпечення в інформативній підготовці майбутнього вчителя. Освітній дискурс, 2013. Випуск 2. C.18-29.