Введение
ГЛАВА 1. Анализ научно-технологической базы для подготовки специалистов в области компьютерного моделирования 16
1.1. Тренды развития вычислительной и информационнной инфраструктуры компьютерного моделирования 17
1.2. Требования к подготовке кадров в области компьютерного моделирования 23
1.3. Современные технологии электронного и дистанционного обучения: покрытие требований предметной области компьютерного моделирования 27
1.4.1. Учебные и исследовательские объекты: современные концепции представления электронных ресурсов различных форм Исследовательские объекты 34
1.5. Учебные объекты Технологии построения образовательных траекторий 44
1.6. Технологии автоматизации построения и сопровождения образовательных траекторий и средства оценки степени достижения компетенций 51
1.7. Выводы по главе 1: оценка потребностей и возможностей в области подготовки кадров по компьютерному моделированию 54
ГЛАВА 2. Формальный аппарат автоматизации процесса подготовки профессионалов в области компьютерного моделирования 56
2.1. Основные определения и объекты 57
2.2. Инструментальные объекты: прикладные пакеты и композитные приложения 61
2.3. Виртуальные моделирующие объекты 67
2.4. Объекты для проектирования, разработки и реализации учебных ресурсов 73
2.5. Объекты для построения и планирования образовательных траекторий 77
2.6. Объекты для организации средств оценивания 79
2.6. Выводы по главе 2 81
ГЛАВА 3. Автоматизация процессов разработки образовательных ресурсов и облачных учебных систем в области компьютерного моделирования 84
3.1. Облачная репрезентация программного пакета компьютерного моделирования 84
3.2. Проектирование абстрактного учебного ресурса и его сопровождение текстовыми материалами из научной документации 94
3.3. Организация функционирования учебных ресурсов на основе облачной модели AaaS 105
3.4. Выводы по главе 3 115
ГЛАВА 4. Автоматизация процессов построения образовательных траекторий на основе облачных учебных ресурсов 116
4.1. Подход к построения образовательных траекторий на основе структур виртуальных моделирующих объектов 116
4.2. Методика формирования компетенций для образовательных программ, связанных с компьютерным моделированием 126
4.3. Метод автоматизации построения образовательных траекторий с применением эвристических алгоритмов оптимизации 134
4.4 Выводы по главе 4 147
ГЛАВА 5. Автоматизация контроля реализации образовательных траекторий на основе облачных учебных ресурсов 149
5.1. Учебный процесс в формате коллаборации студентов, преподавателей и учёных посредством облачных технологий. Модели обучения на основе композитных приложений 150
5.2. Автоматизация оценки достижения обучаемым компетенций 161
5.3. Управление реализацией образовательных траекторий на уровне выполнения композитных приложений в распределенной вычислительной среде 175
5.4. Выводы по главе 5 188
ГЛАВА 6. Программный комплекс автоматизации технологических процессов подготовки профессионалов в области компьютерного моделирования 189
6.1. Состав компонент расширения облачных платформ высокопроизводительных вычислений для автоматизации разработки и реализации образовательных траекторий 189
6.2. Описание компонент, обеспечивающих функционирование программного комплекса как единого целого 196
6.3. Структура комплекса автоматизации технологических процессов для подготовки профессионалов в области компьютерного моделирования 213
6.4. Выводы по главе 6 218
ГЛАВА 7. Экспериментальные исследования технологий автоматизации процессов подготовки профессионалов в области компьютерного моделирования 220
7.1. Планирование экспериментов 221
7.2. Экспериментальная проверка возможности применения облачных платформ и первичных научных материалов в учебных целях 227
7.3. Экспериментальная проверка эффективности предложенных научно-методических средств автоматизации обучения профессионалов в области компьютерного моделирования 244 7.4 Выводы по главе 7 262
Заключение 265
Список цитированной литературы 269
Приложение. Описание прикладных пакетов компьютерного моделирования в составе программного комплекса
