Combining object-oriented programming and simulation in education
The article discusses the integration of simulation modeling and object-oriented programming (OOP) in IT education. The authors argue that closed-source commercial tools (Simulink, GPSS, Simio) limit the educational process by hiding the internal system architecture. As a solution, the "Sim...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Kyiv National University of Construction and Architecture
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://es-journal.in.ua/article/view/358196 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Environmental safety and natural resources |
Institution
Environmental safety and natural resources| _version_ | 1863039801192611840 |
|---|---|
| author | Bivoino, Taras Lysenko, Dmytro Byvoino, Pavlo Sokorynska, Nataliia |
| author_facet | Bivoino, Taras Lysenko, Dmytro Byvoino, Pavlo Sokorynska, Nataliia |
| author_sort | Bivoino, Taras |
| baseUrl_str | http://es-journal.in.ua/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-04-20T15:28:04Z |
| description | The article discusses the integration of simulation modeling and object-oriented programming (OOP) in IT education. The authors argue that closed-source commercial tools (Simulink, GPSS, Simio) limit the educational process by hiding the internal system architecture. As a solution, the "Simulation" open-source Java framework, developed at Chernihiv Polytechnic National University, is presented.The framework is based on discrete-event simulation and the "active object" concept. The core element is the Actor abstract class, which defines object behavior through the rule() method. Model time management and process synchronization are handled by the Dispatcher class, which utilizes a queue-based system to process events and validate logical conditions via lambda functions.The educational curriculum is divided into stages: studying random number generators (Uniform, Norm, Erlang), statistical data processing, and building queuing system (QS) models. To analyze simulation results, students employ components such as ExperimentManager for automated factor analysis and TransprocessManager for studying transient processes. Special emphasis is placed on the object-oriented analysis of real-world systems, such as soil extraction logistics.The study demonstrates that the open-source nature of the "Simulation" framework enables students to explore the internal implementation of complex software, design patterns, and pseudo-parallelism mechanisms. This approach ensures continuity in programming training and enhances the development of professional IT competencies. The project is hosted on GitLab. |
| doi_str_mv | 10.32347/2411-4049.2026.1.225-234 |
| first_indexed | 2026-04-21T01:00:08Z |
| format | Article |
| id | es-journalinua-article-358196 |
| institution | Environmental safety and natural resources |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-04-21T01:00:08Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Kyiv National University of Construction and Architecture |
| record_format | ojs |
| spelling | es-journalinua-article-3581962026-04-20T15:28:04Z Combining object-oriented programming and simulation in education Combining object-oriented programming and simulation in education Bivoino, Taras Lysenko, Dmytro Byvoino, Pavlo Sokorynska, Nataliia simulation modeling object-oriented programming Java framework queuing systems discrete-event simulation active objects IT education імітаційне моделювання об’єктно-орієнтоване програмування Java-фреймворк системи масового обслуговування дискретно-подієве моделювання активні об’єкти ІТ-освіта The article discusses the integration of simulation modeling and object-oriented programming (OOP) in IT education. The authors argue that closed-source commercial tools (Simulink, GPSS, Simio) limit the educational process by hiding the internal system architecture. As a solution, the "Simulation" open-source Java framework, developed at Chernihiv Polytechnic National University, is presented.The framework is based on discrete-event simulation and the "active object" concept. The core element is the Actor abstract class, which defines object behavior through the rule() method. Model time management and process synchronization are handled by the Dispatcher class, which utilizes a queue-based system to process events and validate logical conditions via lambda functions.The educational curriculum is divided into stages: studying random number generators (Uniform, Norm, Erlang), statistical data processing, and building queuing system (QS) models. To analyze simulation results, students employ components such as ExperimentManager for automated factor analysis and TransprocessManager for studying transient processes. Special emphasis is placed on the object-oriented analysis of real-world systems, such as soil extraction logistics.The study demonstrates that the open-source nature of the "Simulation" framework enables students to explore the internal implementation of complex software, design patterns, and pseudo-parallelism mechanisms. This approach ensures continuity in programming training and enhances the development of professional IT competencies. The project is hosted on GitLab. У статті розглянуто інтеграцію імітаційного моделювання та об’єктно-орієнтованого програмування (ООП) в ІТ-освіті. Автори стверджують, що комерційні інструменти із закритим вихідним кодом (Simulink, GPSS, Simio) обмежують освітній процес, приховуючи внутрішню архітектуру системи. Як рішення представлено Java-фреймворк «Simulation» з відкритим вихідним кодом, розроблений у Національному університеті «Чернігівська політехніка».Фреймворк базується на дискретно-подієвому моделюванні та концепції «активного об’єкта». Основним елементом є абстрактний клас Actor, який визначає поведінку об’єкта через метод rule(). Управління модельним часом та синхронізація процесів здійснюються класом Dispatcher, який використовує систему черг для обробки подій та перевірки логічних умов за допомогою лямбда-функцій.Навчальна програма розділена на етапи: вивчення генераторів випадкових чисел (рівномірний, нормальний, Ерланга), статистична обробка даних та побудова моделей систем масового обслуговування (СМО). Для аналізу результатів моделювання студенти використовують такі компоненти, як ExperimentManager для автоматизованого факторного аналізу та TransprocessManager для вивчення перехідних процесів. Особлива увага приділяється об’єктно-орієнтованому аналізу реальних систем, наприклад, логістиці видобутку ґрунту.Дослідження демонструє, що відкритий вихідний код фреймворку «Simulation» дозволяє студентам досліджувати внутрішню реалізацію складного програмного забезпечення, патерни проєктування та механізми псевдопаралелізму. Такий підхід забезпечує безперервність навчання програмуванню та сприяє розвитку професійних ІТ-компетенцій. Проект розміщено на GitLab. Kyiv National University of Construction and Architecture 2026-04-03 Article Article application/pdf https://es-journal.in.ua/article/view/358196 10.32347/2411-4049.2026.1.225-234 Environmental safety and natural resources; Vol. 57 No. 1 (2026): Environmental safety and natural resources; 225-234 Екологічна безпека та природокористування; Том 57 № 1 (2026): Екологічна безпека та природокористування; 225-234 2616-2121 2411-4049 10.32347/2411-4049.2026.1 en https://es-journal.in.ua/article/view/358196/344113 Copyright (c) 2026 Тарас Бивойно, Дмитро Лисенко, Павло Бивойно, Наталія Сокоринська http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | simulation modeling object-oriented programming Java framework queuing systems discrete-event simulation active objects IT education Bivoino, Taras Lysenko, Dmytro Byvoino, Pavlo Sokorynska, Nataliia Combining object-oriented programming and simulation in education |
| title | Combining object-oriented programming and simulation in education |
| title_alt | Combining object-oriented programming and simulation in education |
| title_full | Combining object-oriented programming and simulation in education |
| title_fullStr | Combining object-oriented programming and simulation in education |
| title_full_unstemmed | Combining object-oriented programming and simulation in education |
| title_short | Combining object-oriented programming and simulation in education |
| title_sort | combining object-oriented programming and simulation in education |
| topic | simulation modeling object-oriented programming Java framework queuing systems discrete-event simulation active objects IT education |
| topic_facet | simulation modeling object-oriented programming Java framework queuing systems discrete-event simulation active objects IT education імітаційне моделювання об’єктно-орієнтоване програмування Java-фреймворк системи масового обслуговування дискретно-подієве моделювання активні об’єкти ІТ-освіта |
| url | https://es-journal.in.ua/article/view/358196 |
| work_keys_str_mv | AT bivoinotaras combiningobjectorientedprogrammingandsimulationineducation AT lysenkodmytro combiningobjectorientedprogrammingandsimulationineducation AT byvoinopavlo combiningobjectorientedprogrammingandsimulationineducation AT sokorynskanataliia combiningobjectorientedprogrammingandsimulationineducation |