Программы симуляторы что это такое

8.5.Программные симуляторы.

Симулятор — программное средство, способное имитировать работу микроконтроллера и его памяти. Как правило, симулятор содержит в своем составе: • Отладчик; • Модель ЦПУ и памяти. Более продвинутые симуляторы содержат в своем составе модели встроенных периферийных устройств, таких, как таймеры, порты, АЦП, системы прерываний.

Симулятор должен уметь загружать файлы программ во всех популярных форматах, максимально полно отображать информацию о состоянии ресурсов симулируемого микроконтроллера, а также предоставлять возможности по симуляции выполнения загруженной программы в различных режимах. В процессе отладки модель «выполняет» программу, и на экране компьютера отображается текущее состояние модели.

Загрузив программу в симулятор, пользователь имеет возможность запускать ее в пошаговом или непрерывном режимах, задавать условные и безусловные точки останова, контролировать и свободно модифицировать содержимое ячеек памяти и регистров симулируемого микропроцессора. С помощью симулятора можно быстро проверить логику выполнения программы, правильность выполнения арифметических операций.

EveryCircuit

В зависимости от класса используемого отладчика, различные симуляторы могут поддерживать высокоуровневую символьную отладку программ. Некоторые модели симуляторов могут содержать ряд дополнительных программных средств, таких, например, как: интерфейс внешней среды, встроенную интегрированную среду разработки.

В реальной системе микроконтроллер обычно занимается считыванием информации с подключенных внешних устройств (датчиков), обработкой этой информации и выдачей управляющих воздействий на исполнительные устройства. Чтобы в симуляторе не обладающем интерфейсом внешней среды смоделировать работу датчика, нужно вручную изменять текущее состояние модели периферийного устройства, к которому в реальной системе подключен датчик.

Если, например, при приеме байта через последовательный порт взводится некоторый флажок, а сам байт попадает в определенный регистр, то оба эти действия нужно производить в таком симуляторе вручную. Наличие же интерфейса внешней среды позволяет пользователю создавать и гибко использовать модель внешней среды микроконтроллера, функционирующую и взаимодействующую с отлаживаемой программой по заданному алгоритму. Очевидной особенностью программных симуляторов является то обстоятельство, что исполнение программ, загруженных в симулятор, происходит в масштабе времени, отличном от реального. Однако, низкая цена, возможность ведения отладки даже в условиях отсутствия макета отлаживаемого устройства делают программные симуляторы весьма эффективным средством отладки. Отдельно необходимо подчеркнуть, что существует целый класс ошибок, которые могут быть обнаружены только при помощи симулятора.

Источник: studfile.net

Симулятор

Игровые симуляторы не всегда были таковыми, изначально они создавались для того, чтобы обезопасить и упростить подготовку людей отвечающих за управление средствами повышенной опасности. При помощи этих программ продолжают готовить простых и военных пилотов, машинистов, космонавтов и даже солдат.

DCACLab — онлайн симулятор электрических схем

С развитием игровой индустрии предприимчивые разработчики утянули все эти наработки. И как нестранно почитателей таких игр нашлось очень много. С развитием технологий, возросли и возможности симуляторов, теперь они с лёгкостью справляются с огромными игровыми пространствами, умеют показывать невероятную по качеству графику, воссоздавать очень реалистичную физическую модель и т.п.

• Реализм
• Не простое (специфическое) управление

Виды симуляторов:

Узкотематические – чаще всего симулятор технического средства. К ним относятся все игры этого жанра, где предлагают управлять только: автомобилями, самолётами, вертолётами, поездами, погрузчиками и прочими машинами. Контроль игрока сводится к очень узкому кругу техники и помимо управления ничего больше делать нельзя.

К таким играм можно отнести: RailWorks, OMSI, Driving Simulator, Surgeon Simulator.

Широкотематические – как правило, это симуляторы деятельности. К таким играм можно отнести все симуляторы, где игроку предстоит выполнять работу (задачи) определённой профессии (деятельности). Сложные технические средства задействуются в таких играх не частично или их управление не является единственным игровым действием. Геймплей в таких проектах разнообразен.

Пример таких игр:, OFP, ARMA, Black https://igrasan.ru/simulyator/» target=»_blank»]igrasan.ru[/mask_link]

Симуляторы обучения в профессиональной подготовке

Симуляторы для обучения – это интерактивные модели, имитаторы управления процессом, оборудованием, механизмом, а также имитаторы ситуации. Главная цель – обучение через действие. Чаще всего симуляторы, которые используются в наши дни, представлены механическими и компьютерными (виртуальными) версиями.

При этом особенно распространены технические, медицинские и бизнес-симуляторы. Но есть также симуляторы для естественнонаучных и гуманитарных сфер.

• Симуляторы управления транспортными средствами: автомобилем, самолетом, электровозом. Помогают отточить навыки управление автомобилем, закрепить их с помощью специальных упражнений.
• Симуляторы электронных схем. Воспроизведение реальных электронных устройств или схем. Программное обеспечение для моделирования позволяет моделировать работу схемы. Примеры: Qucs – симулятор для обучения разработки и расчету электронных контуров и цепей, в том числе, возможно разворачивание подсхем, и Multisim – имитатор для конструирования разных видов электросхем.
• Симуляторы диагностики и ремонта. Например, симулятор на платформе Electude позволяет отточить управление двигателем, процессы диагностики электропривода.
• Бизнес-симуляторы. Воссоздание в виртуальном пространстве бизнес-среды. Оттачивание управленческих решений. Тенденция развития современных бизнес-ситуаций – акцент не только на ситуации, но и причины развития сценариев. Один из наиболее известных виртуальных симуляторов в мире — Second Life, разработанный компанией Linden Lab, расположенной в Сан-Франциско. Посредством этого бизнес-симулятора удаётся прототипировать организации и предприятия, экспериментировать с разными бизнес-схемами. В российских вузах отличная практика использования бизнес-симуляторов есть в РАНХиГС, Финансовом университете при Правительстве РФ, Высшей школе менеджмента СПбГУ.
• Симуляторы для обучения естественным наукам. Например, датская компания Labster создаёт симуляторы, которые позволяют имитировать физические аналоги объектов, к которым трудно «подступиться» вживую. Такие симуляторы позволяют «влиять» даже на орбиты.
• Медицинские симуляторы. Активно используются для подготовки врачей. Позволяют отточить сложные технологии и минимизировать риски врачебных ошибок. Популярны как классические механические тренажёры, имитирующие анатомические структуры, известные также как part-task simulato и манипуляционные тренажеры. Достоинство последних – возможность выполнять конкретные действия – делать укол, пункцию, ставить катетер.
• Гуманитарные симулятор. Всемирный экономический форум в Давосе хорошо познакомил мир с симулятором A Day in the Life of a Refugee, направленный на получение иммерсионного опыта, связанного с ситуациями массового переселения беженцев.

Преимущества применения симуляторов

• Скорость. Симуляционное обучение позволяет быстрей всего научить тем или иным практическим навыкам новичков.
• Актуальность. Технологии в современном мире меняются очень быстро. Угнаться за этой динамикой в теории ещё возможно, а на практике – гораздо сложней. Но если под рукой есть толковые актуализирующиеся симуляторы (а обновление ПО это отлично позволяет сделать), то учащимся, персоналу, которые используют такие имитаторы удается достойно соответствовать реальным требованиям.
• Точность и контроль. Возможность фиксировать процесс обучения, наблюдать и корректировать действия.
• Вовлечённость и увлеченность в процесс обучения. Усиление эффекта интерактивности и геймификации (а с ними — и увеличение уровня мотивации). Эмоциональное вовлечение в процесс обучение благоприятно влияет на уровень усвоения материала, продуктивность. Но это возможно именно когда симулятор – именно толковый имитатор реальности, а не просто игра. В последнем случае процесс вовлечения тоже будет, но разрыв с реальностью может скорей сформировать игровую зависимость, а не сконцентрированность на реальном объекте изучения. Поэтому прежде чем внедрять симулятор в обучение ВУЗа, колледжа, учебного центра, компании, нужно максимально ответственно отнестись к самому симулятору, платформе, на котором он реализован. Здесь не нужна «развлекаловка”, здесь нужен помощник, который из сферы игрового помогает быстро перейти в область реального действия.

Требования к симуляторам

При разработке решения важно чётко:

• Определиться с задачами, которые тренажёр должен решать. Это может быть сугубо обучение (трансляция знаний, тренировка навыков, умений), а может быть контроль за знаниями.
• Определиться ради чего обучать. Например, если речь идёт о бизнес-симуляторах, задача может быть одна – обучить увеличению продаж, и даже предмет обучения один – сами продажи, но фокус – разный: для тех, кто управляет специалистами по продажам, и тех, кто непосредственно продаёт.
• Алгоритмизировать все процессы: технологические, интеллектуальные и даже эмоциональные (в чрезвычайных ситуациях это особенно важно).
• Учитывать реальные параметры, пропорции. Интерфейс должен быть не игровым, а приближенным к реальному оборудованию.
• Обеспечить платформонезависимость и запуск на разных устройствах (сейчас только ленивый не слышал об адаптивных сайтах, это из этой же области).

Симуляторы для операторов технических систем

• Точные копии. Например, копии управления силовой остановки, копия кабины трактора. Главная особенность – полная функциональность. Копируются все компоненты, включая панели управления и идентификаторов. Ответы между оператором техникой по скорости – точно такие же, как в реальности. Главный плюс – при переходе с таких копий на реальную технику практически не нужно адаптироваться.Всё максимально реалистично.
• Копии, позволяющие изменять скорость. Функционал точно такой же, как у «настоящего» оборудования, но процессы можно замедлять. Идеальный вариант для обучающих целей. Очень хорошее подспорье, если технологический процесс требует оттачивания ряда сложных навыков.
• Дженерики. Компактные тренажеры. Точное воспроизведение функционала, но с меньшей мощностью. Отличный вариант как тренажёр обучения работе на электростанции. Операции полностью идентичные тому, что в реальности, но нет ни выработки больших объёмов энергии, ни затрат на них.
• Имитаторы основных задач. На таких тренажёрах возможно только оттачивание главных функций. Самый большой плюс – цена. Для образовательного заведения может быть очень накладна покупка точной копии, а имитатор основных задач – хороший компромисс. Эффективность работы с такими имитаторами гораздо выше, чем просто при работе со стендами (так как оттачиваются именно действия в ситуациях, приближенным к реальным).
• Симуляторы на основе виртуальной реальности (VR) или дополненной реальности (AR). Посредством платформ с дополненной или виртуальной реальностью во многих стран мира активно обучают операторов котлов, электрогенераторов, турбин, операторов оборудования на металлургических комбинатах, АЗС, производствах перерабатывающей промышленности. Новички на тренажёрах активно отрабатывают стандартные операции, а персонал вне зависимости от того, кто это «новобранцы» или «старожилы» — последовательность шагов в чрезвычайной ситуации. Хорошо известна и практика применения таких симуляторов в транспортной отрасли. У компании Ford возле Детройта есть целый центр, где персонал отрабатывает рабочие процедуры на сборочных линиях, и важно это не только для обучения, но и оптимизации процессов до внедрения новшеств на конвейере. Если во время экспериментов на симуляторе что-то пойдет не так, то в дальнейшем на технологический процесс может быть наложен запрет. Также на некоторых предприятиях решения с дополненной реальностью используются в целях удаленного консультирования специалистов при выходе из строя сложного оборудования.

Симуляторы SENSYS Engineering

SENSYS Engineering для развития специалистов в транспортной сфере использует Engine Management Simulator. Он реализован на базе платформы ELECTUDE. Cимулятор полезен как для профессиональной подготовки учащихся, студентов, так и персонала на СТО, в автоцентрах, предприятиях.

Посредством Engine Management Simulator можно оттачивать навыки автодиагноста (автомехатроника), автомеханика, автоэлектрика.

Обучение посредством симулятора — многоуровневое. Учащийся, специалист продвигается от простого к сложному.

Так, на начальном уровне Simulator позволяет попрактиковаться в диагностике и выполнении базовых ремонтных операций. Работа построена так, что сразу есть заказ-наряд. Это делает вовлечение в процесс максимально реалистичным и эффективным.

Более сложные симуляции — диагностика неисправностей на основе жалоб клиента. Расширяется не только сложность задач (нужно ещё понять проблемы клиента), но и спектр инструментов. Оттачивается работа со сканером, осциллографом.

А на одном из самых сложных этапов предлагается решить проблему, связанную с поломкой, без применения сканера. Не самая стандартная задача для крупного СТО, но очень важный навык для тех, кто попал в сложную ситуацию на дороге, и сканера рядом. Без него не обойтись, например, во время обучения навыкам диагностики и ремонту транспорта дальнобойщиков, которые часто должны быть и водителями, и диагностами, и ремонтниками.

Выводы

Cимуляторы все более широко используются в профессиональном образовании и корпоративном обучении.

Тренажёры позволяют получить отличный опыт ещё до доступа к реальному технологическому, производственному процессу. Они выводят эффективность обучения на новый уровень, отлично поддерживают концепт «Я сделал – я понял!»

Симуляционное обучение – одна из наиболее прогрессивных форм обучения с элементами интерактивности и геймификации.

Симуляционное обучение позволяет быстро внедрять в компаниях новые регламенты и технологии в компаниях, а во время обучения идти в ногу с инновациями.

Симуляторы – отличная возможность оптимизировать бюджет учебного центра, колледжа, университета при оснащении материально-технической базы. Симуляторы – это всегда дешевле, чем их реальные аналоги.

Одни из главных сфер внедрения решений – техника, медицина, бизнес.

Источник: pro-sensys.com

Симулятор

1. В целом, симуляция (англ. simulation) или моделирование – это компьютеризированная имитация реального объекта или действия.

2. Симулятор (англ. simulator) – это жанр компьютерных игр, в которых моделируются или/и имитируются определенные действия, поведение и объекты реального мира.

Например, игра Euro Truck Simulator 2 является симулятором дальнобойщика, а Anno 1701 и SimCity 4 – градостроительные симуляторы.

В основном игровые симуляторы делятся на две больших категории, это симуляторы техники:

• Авто (Gran Turismo, Test Drive, Need for Speed)
• Мото (Pure, Moto Racer 3)
• Авиа (Ил-2, Microsoft Flight Simulator)
• Железной дороги (Rail Simulator, Trainz)
• Космические (Frontier: Elite 2, Oolite)

И много других различных симуляторов.

А также симуляторы жизни:

• Бога (Civilization). Этот жанр, в большинстве случаев, и есть симулятор жизни (The Sims). И он часто пересекается со стратегиями.
• Выживания (DayZ, This War of Mine)
• Спортивные (FIFA Manager, Tony Hawk)
• Экономические (SimCity, Tropico). Как видно из примеров, они часто пересекаются с градостроительными симуляторами.
• Градостроительные (CivCity: Rome, серии игр Anno, Caesar, Stronghold, SimCity, Tropico)

Источник: linchakin.com