Simulatorlar: o’quv yurtlarida qo’llash perspektivalari

Kirish
O’quv jarayonida modellardan foydalanish yangi usul emas. Qadim-qadimdan o’quv-o’rganish mobaynida modellardan foydalanib kelingan. Simulatorlar o’quv jarayoning qariyb barcha jabhalarida: boshlang’ich ta’limdan boshlab oliy o’quv yurtlarigacha, oddiy til o’rganishdan to mexanika sohalarigacha qo’llanilishi mumkin. Keyingi vaqtlarda xattoki meditsina sohasida ham simulatorlardan foydalanilmoqda. Ammo biz ushbu maqolada asosiy e’tiborni komputer simulatorlariga qaratamiz.

Komputer simulatorlaridan asosan ikki yo’nalishda foydalanish mumkin: haqiqiy ob’ektlarni modellashtirish hamda ushbu modellarni rivojlantirish. Hayotiy ob’ektlarni modellashtirishda eng sodda chiplardan tortib butun boshli murakkab komputer tizimlarigacha virtual prototiplarini yaratish mumkin. O’quvchilar ushbu virtual modellarni o’rganish jarayonida ularning ishlash prinsip va usullarini yanada takomillashtirishlari ham mumkin bo’ladi.

Maqolaning davomi quyidagicha tashkil etilgan. Avval o’quv jarayonida simulatorlardan foydalanishning ijobiy va salbiy tomonlari bilan tanishib chiqamiz. Undan keyin axborot texnologiyalar olamida keng qo’llaniladigan simulatorlar, NS2 hamda OMNet++, bilan qisqacha tanishib chiqamiz. Maqolani qisqacha xulosalarimiz bilan yakunlaymiz.

O’quv yurtlarida simulatorlardan foydalanish kerakmi?
Ushbu savolga eng qisqa hamda bizning nazdimizda to’g’ri bo’lgan javob, “Ha, albatta”dir. Simulatorlardan foydalanishning asos sabablaridan biri ularning real ob’ektlarga nisbatan juda ham arzon alternativ ekanligidadir. Hammaga ma’lumki, axborot texnologiyalar va komputer sohasini o’qitishda asosan leksiyalardan foydalaniladi; nari borsa programmalash tillarini o’qitishda ma’lum bir dasturlar tuzish bo’yicha mashg’ulotlar olib boriladi. Ammo komputer jixozlarini yasash, operatsiyon va netvork tizimlarini o’rnatish hamda sinovdan o’tkazish qimmatbaho uskunalarga extiyoj tug’diradi. O’zo’zidan ma’lumki O’zbekiston kollej va universitetlarida bunday imkoniyatlar hozircha keng ko’lamda mavjud emas. Simulatorlar esa shunday haqiqiy asbob-uskuna va jihozlarsiz virtual holatda komputer hamda netvork qurilmalarini yasash va sinovdan o’tkazishga imkoniyat yaratadi. Bu o’z-o’zidan nafaqat katta miqdorda mablag’lar tejalishiga, balki ularga umuman ehtiyoj ham tug’dirmaydi. Simulatorlarning qariyb hech qanday moliyaviy mablag’lar talab etmasligi ma’lum tadqiqotlarni talabalar tomonidan yuzlab, kerak bo’lsa minglab marotaba qayta-qayta amalga oshirishga imkoniyat yaratadi.

Simulatorlardan foydalanishning yana bir afzallik tomoni ularning xavfsiz ekanligidir. Ba’zi tadqiqotlarni amalga oshirish inson hayoti uchun xavf tug’diradi, masalan, ekologik xavfli zonalarni kuzatish jarayonida ma’lumotlarni yig’ish uchun foydalaniladigan netvork tarmog’ini o’rganish. Bunday tadqiqot katta miqdorda moliyaviy xarajat talab etibgina qolmasdan, tadqiqotni olib boruvchilar hayotiga xavf ham tug’diradi. Simulatorlar yordamida esa ekologik xavfli zona hamda u yerga mos bo’lgan netvork tarmog’i virtual holatda yasalishi va ularning ustiga istagancha eksperimentlar o’tkazilishi mumkin.

Simulatorlardan foydalanish jarayonida talabalar ma’ruza vaqtida o’rgangan teoriya va bilimlarini virtual bo’lsada hayotga tadbiq qiladilar. Ushbu tadqiqotlar jarayonida bilimlarini yanada mustahkamlash bilan bir qatorda nazariya hamda hayotiy tadbiqotlarning rivojlanishiga bevosita xissa qo’shadilar. Bundan tashqari o’sha simulatorlarning ham yanada rivojlanishiga, yanada haqiqiy hayotiy tadqiqotlarga yaqin natijalar beradigan darajaga chiqarishda o’z xissalarini qo’shishlari mumkin. Bu o’z o’rnida talabalarni faqatgina “tinglovchi” vazifasida qolmasdan, bevosita ilmiy-tadqiqot ishlarida qatnashuvchilarga aylantiradi. Bu esa o’z navbatida talabalarda o’qish va tadqiqotlarga bo’lgan qiziqishlarini yanada ortishiga olib keladi.

Hozirgi fan-texnikaning katta sur’atlarda rivojlanishi real-hayotiy tadqiqot uskunalarini ushbu rivojlanish bilan bir qatorda ketishida qiyinchilik tug’diradi. Simulatorlarda esa bunday to’siqlar mavjud emas va xatto ushbu “virtual tadqiqotxonalar” fan-texnika rivojlanish tezligiga qo’shimcha tezlik qo’shadi.

Albatta har sohada bo’lgani kabi simulatorlardan foydalanishga nisbatan ham qarshi fikrlar mavjud. Ulardan eng birinchisi simulatorlarning haqiqiy ob’ekt va jarayonlarni to’la-to’kis ifoda eta olmasliklaridir. Bu simulatorlar yordamida olingan natijalar bilan hayotiy tajribalardan hosil bo’lgan natijalar o’rtasida tafovutlar paydo bo’lishiga olib keladi. Ba’zi simulatorlar esa o’yin shaklida yasalgan, masalan, uchuvchilik simulatorlari¹. Ular foydalanuvchilarda doimiy ishqibozlik² kelib chiqishiga olib keladi va natijada tadqiqotdan ko’ra ko’proq o’yin tarafi bosib ketadi.

Shunga qaramasdan yuqorida ko’rsatilgan simulatorlardan foydalanishning salbiy tomonlari ijobiy tomonlariga nisbatan ancha kuchsiz hamda ularni bartaraf etish imkoniyatlari mavjud. Shuning uchun ular simulatorlardan foydalanishning qandaydir ma’noda cheklanishiga asosiy sabab bo’la olmaydi.

Namuna simulatorlar: NS2 va OMNet++
Axborot texnologiyalar olamida juda ham ko’plab simulatorlar mavjud. Ularning ba’zilari pullik, yopiq kodli yoki chegaralangan bo’lsa, bir qancha qismi esa ochiq kodli erkin tarqatiluvchi hamda bepul dasturiy ta’minotlardir³. Quyida shunday ochiq kodli simulatorlardan “Network Simulator 2” hamda “OMNet++”lar bilan qisqacha tanishib chiqamiz.

Network Simulator 2
NS2 – akademik doirada mashxur bo’lgan netvork simulatorning ikkinchi avlodidir. NS2 C++ hamda Otcl yordamida yozilgan mustaqil jarayonlar simulatoridir⁴. NS2 ni qariyb barcha *NIX hamda Microsoft Windows (Cygwin yordamida) operatsiyon tizimlarida o’rnatish va foydalanish mumkin. O’z nomidan ko’rinib turganidek NS2 asosan netvork tizimlari ustida tadqiqot olib borishga mo’ljallangan. NS2 simli hamda simsiz netvorklarda TCP, UDP, routing, multicast, unicast va boshqa ko’plab protokollar ustida keng qamrovli tadqiqotlar amalga oshirishga imkoniyat yaratadi. Barcha erkin va ochiq kodli dasturiy ta’minotlar kabi NS2 ham keng qamrovli jamoatchilik dastagiga ega. Bu har qanday muammo va qiyinchiliklarda murojaat qilish va yordam so’rash imkoniyatini yaratadi.

Netvork simulator 2 dasturini Janubiy Kaliforniya Axborot Texnologiyalari Instituti veb sahifasidan saqlab olish mumkin⁵. NS2 birnecha tarkibiy qismlardan iborat: dasturiy qismi C++ hamda Otcl yordamida amalga oshiriladi, simulatsiya jarayoni va natijalarni ko’rish esa Xgraph hamda Nam yordamida amalga oshiriladi. O’rnatish jarayonida foydalanuvchi faqat o’ziga kerakli qismlarinigina yoki butunlay barcha bo’laklari bilan birgalikda o’rnatib olishi mumkin. Birinchi usul tajribali foydalanuvchilarga moslangan, yangi foydalanuvchilar uchun esa ikkinchi variant ko’proq ma’quldir.

NS2 o’rnatilgach simulatsiya jarayoni hamda natijalarini Nam orqali kuzatib borish mumkin. Nam boshqaruv tugmalari orqali simulatsiyani bir necha holat va ko’rinishlarda kuzatish mumkin. Hozirda NS 2.33 versiyasi eng oxirgisi hisoblanadi. Shu bilan bir qatorda NS ning uchinchi avlod versiyasi ustida qizg’in ishlar olib borilmoqda.

OMNet++
OMNet ++ yana bir ochiq kodli, boy foydalanuvchi interfeysli modul hamda komponentlarga asoslangan simulatordir. OMNet++ NS2 dan farqli o’laroq keng qamrovli foydalanish doirasiga ega. Aloqa netvorklaridan tashqari axborot texnologiyalari tizimida, komputer va boshqa texnik jixozlar dizayn qilishda va xatto biznes jarayonlarida hamda foydalanib kelinmoqda. OMNet++:

• telekommunikatsiya netvorklari trafigini modellashtirishda,
• protokol modellashtirishda,
• navbat netvorklarini modellashtirishda⁶,
• ko’p protsessorlik hamda boshqa tarqoq tizimlar modellashtirishda,
• texnik jixozlarni sinovdan o’tkazishda,
• murakkab tizimlar unumdorligini sinashda,
• va boshqa har qanday mustaqil jarayonlar yondashuvi maqbul bo’lgan sistemalarni modellashtirishda qo’llanilishi mumkin.

OMNet++ simulator asos qismi (kernel) hisoblanadi va u bilan birga ishlash uchun moslashtirilgan bir qancha qo’shimcha qismlar (modullar) yaratilgan. Eng ommabop modullarga quyidagilarni misol qilish mumkin:

• INET Framework: IP, TCP, UDP, PPP, Ethernet va boshqa protokollarni modellashtirishda foydalaniladi.
• IPv6Suite: IP v6 ni dastaklovchi modul. 802.11 protokollarini modellashtirishda ham qo’llaniladi.
• MF (Mobility Framework): simsiz hamda mobil netvorklarni modellashtirishga imkoniyat yaratadi. 802.11 protokollarini ad-hoc holatda modellashtirishda ham foydalanish mumkin.
• Castalia: OMNET++ asosida ishlaydigan o’ziga xos mustaqil, simsiz sensor netvork simulatori. Xaqiqiy radio kanallarni modellashtirishga imkoniyat beradi.
• AODV Framework: ad-hoc netvorklarda keng qo’llaniladigan routing protokol moduli.

Yuqorida aytib o’tganimizdek, OMNet++ kuchli foydalanuvchi interfeysiga ega. Foydalanuvchi interfeysi orqali simulatsiya jarayoni to’la qonli boshqarish mumkin.

OMNet++ simulatorini o’zining rasmiy saytidan saqlab olish mumkin⁷. Simulator barcha mashxur *NIX tizimlarida hamda Microsoft Windows operatsiyon tizimida muvaffaqiyatli o’rnatilgan va tekshiruvdan o’tkazilgan. OMNet++ notijoriy hamda o’quv jarayonlarida foydalanuvchilar uchun bepuldir. Tijoriy maqsadlarda foydalanishni xohlovchilar Simulcraft Inc. kompaniyasidan tegishli ruxsatnoma va litsenziya olishlari lozim.

Xulosa
Maqolada simulatorlarning o’quv jarayonidagi ahamiyati hamda ikki namuna simulatorlar bilan tanishib chiqdik. O’zbekiston oliy o’quv yurtlarida, ayniqsa axborot texnologiyalari hamda mexanika oliygohlarida, simulatorlardan foydalanish katta ahamiyat kasb etadi. Simulatorlardan foydalanish kichik moliyaviy xarajatlar orqali ko’plab tadqiqotlarni amalga oshirishga imkoniyat yaratadi. Simulatorlar talabalarda nafaqat ma’ruza matnlarini o’rganish va eslab qolish, balki olgan bilimlaridan foydalana olish va hayotga tadbiq qilish ko’nikmalarini rivojlantiradi.

O’zbekiston sharoitida simulatorlardan foydalanishda bizga ma’lum bo’lgan ikki muammo mavjud. Birinchisi, til muammosi. Yuqorida ko’rganimizdek, simulatorlarning asosiy qismi ingliz tilidadir. Bu simulatorlardan foydalanmoqchi bo’lgan o’qituvchi va talabalarda biroz qiyinchilik tug’diradi. Ammo keyingi davrdagi ingliz tiliga bo’lgan qiziqish ushbu muammoning tez orada sezilarsiz darajaga tushishiga umid uyg’otmoqda.

Ikkinchi muammo esa o’qituvchi-pedagogik doiraning simulatorlar haqida kam ma’lumotga egaligidir. Dars jarayonida simulatorlardan foydalana olish uchun o’qituvchi albatta ular bilan yaqindan tanish bo’lishi lozim. Umid qilamizki, ushbu maqola simulatorlar haqida chuqurroq o’rganish borasida ozmiko’pmi turtki bo’ladi.

Foydalanilgan adabiyotlar
(1) [url=http://scholar.google.com/]http://scholar.google.com/[/url] (Kalit ibora sifatida “simulator education” foydalanildi)
(2) Michael Magee “State of Field Review: Simulation in Education”, [url=http://www.cclcca.ca/NR/rdonlyres/C8CB4C08-F7D3-4915-BDAAC41250A43516/0/SFRSimulationinEducationJul06REV.pdf]http://www.cclcca.ca/NR/rdonlyres/C8CB4C08-F7D3-4915-BDAAC41250A43516/0/SFRSimulationinEducationJul06REV.pdf[/url]
(3) Dylan Marks, “Commentary on Simulation in Education”, [url=http://www.stanford.edu/class/symbsys205/commentaryonsimulationineducation.htm]http://www.stanford.edu/class/symbsys205/commentaryonsimulationineducation.htm[/url]
(4) NS2 vebsayti, [url=http://www.isi.edu/nsnam/]http://www.isi.edu/nsnam/[/url]
(5) OMNet++ vebsayti, [url=http://www.omnetpp.org]http://www.omnetpp.org[/url]

¹ Inglizcha “flight simulators”
² Inglizcha “addiction”
³ Inglizcha “free and open source software”
⁴ Inglizcha “discrete event simulator”
⁵ The University of Southern California’s Information Sciences Institute, [url=http://www.isi.edu/nsnam/]http://www.isi.edu/nsnam/[/url]
⁶ Inglizcha “queue network modeling”
⁷ OMNet++ – Discrete Event Simulation System, [url=http://www.omnetpp.org]http://www.omnetpp.org[/url]

Muallif: Shuhrat Dehkanov, magistratura talabasi, Yeungnam University

Танловга тақдим этиладиган материалларга талаблар [url=http://uz.infocom.uz/more.php?id=231_0_1_20_M]http://uz.infocom.uz/more.php?id=231_0_1_20_M[/url]