Разработка образовательной среды для дистанционного обучения по дисциплинам Компьютерная графика и Системы искусственного интеллекта. Геометрические преобразования

|теорети| | | |

|че- | | | |

|ские | | | |

|иссле- | | | |

|дования| | | |

|. | | | |

|2. |0. 5 |0. 4 |0. 2 |

|Личный | | | |

|опыт | | | |

|рабо- | | | |

|ты. | | | |

|3. |0. 05 |0. 05 |0. 05 |

|Обоб- | | | |

|щенный | | | |

|анализ | | | |

|оте- | | | |

|чествен| | | |

|ных | | | |

|аналого| | | |

|в | | | |

|4. |0. 05 |0. 05 |0. 05 |

|Обоб- | | | |

|щение | | | |

|ана- | | | |

|лиз | | | |

|Зару- | | | |

|бежных | | | |

|аналого| | | |

|в. | | | |

|5. |0. 05 |0. 05 |0. 05 |

|Личное | | | |

|знакомс| | | |

|тво | | | |

|с | | | |

|состоян| | | |

|и- | | | |

|ем | | | |

|дел | | | |

|за | | | |

|рубежом| | | |

|6. |0. 05 |0. 05 |0. 05 |

|Интуи- | | | |

|ция | | | |

Таблица 4. 3. 2 Степень влияния источника

|Эксперт |степень влияния источника |

| |1 |2 |3 |4 |5 | |

|1. |Выc|Выc.|сред|Сред|сред|Вы|

|ШестакЛ. |. | |. |. |. |c |

|И. | | | | | | |

|2. Миньков|Выc|Выc.|выc.|Сред|низ.|Ср|

|Л. Н. |. | | |. | |ед|

|3. |выc|сред|сред|сред|низ.|ср|

|Сахарове. |. |. |. |. | |ед|

|С. | | | | | | |

В результате получаем коэффициенты аргументации для каждого эксперта:

Ка1 = 0. 3 + 0. 5 + 0. 05 + 0. 05 + 0. 05 + 0. 05 = 1; Ка2 = 0. 3 + 0. 5 +

0. 05 + 0. 05 + 0. 05 + 0. 05 =1; Ка3 = 0. 3 + 0. 4 + 0. 05 + 0. 05 + 0.

05 + 0. 05 = 0. 9;

Коэффициент осведомленности устанавливается по усмотрению самих

экспертов:

Кос1 = 0. 9; Кос2 = 0. 75; Кос3 = 0. 80;

Таким образом коэффициенты компетентности:

Кк1 =( 1 +0. 9)/2= 0. 950; Кк2 = ( 1 + 0. 75)/2 = 0. 875; Кк3 = ( 0. 9 +

0. 80)/2= 0. 850;

Из дерева качества разработанного программного продукта были

выбраны, по общему мнению, 12 наиболее важных характеристик:

1. Возможность адаптации пользователя в ПО;

2. Привлекательность интерфейса;

3. Удобство работы с программой;

4. Возможность работы в многопользовательском режиме;

5. Правильность функционирования;

6. Гибкая система подсказок;

7. Многофункциональность системы;

8. Компактность программы;

9. Надежность системы, защита от сбоев;

10. Возможность настройки ПО на пользователя;

11. Эффективность контроля процесса обучения;

12. Модификация вызываемых заданий;

Исходя из таблицы 4. 3. 3

Таблица 4. 3. 3 Оценка влияния характеристик

| |Оценка |

|1. Абсолютно не влияет |0 |

|технический уровень программного | |

|продукта | |

|2. Влияет незначительно |0. 25 |

|3. Влияет |0. 5 |

|4. Влияет существенно |0. 75 |

|5. Небходим |1 |

каждым экспертом по каждой характеристике установлены коэффициенты

важности:

были

| |Щестак |Миньков|Сахар|

| | | |ов |

|1. |1 |0. 75 |0. 5 |

|о |0. 75 |0. 75 |0. 5 |

|3. |1 |1 |1 |

|4. |0. 5 |0. 5 |0. 5 |

|5. |0. 75 |0. 75 |1 |

|6. |0. 5 |0. 75 |0. 5 |

|7. |1 |1 |1 |

|8. |0. 75 |0. 75 |0. 5 |

|9. |0. 75 |1 |1 |

|10.|0. 75 |0. 5 |0. 5 |

|11.|0. 5 |0. 75 |0. 5 |

|12.|0. 5 |0. 5 |0. 75|

Определим общую согласованную оценку каждой характеристики

по формуле:

Квi = 1/n х ( mij х Ккi)

где n - число экспертов;

ту - оценка 1-ым экспертом i-ой характеристики; Ккi - коэффициент

компетентности 1-го эксперта; Квi - обобщенная оценка экспертов

по j-ой характеристике.

Кв1 =0. 33х( 1 х 0. 950 +0. 75 х 0. 875 + 0. 5 х 0. 850)= 0. 677 Кв2 =0.

33х(0. 75 х 0. 950 +0. 75 х 0. 875 + 0. 5 х 0. 850)= 0. 579 Кв3 =0. 33х( 1

х 0. 950 + 1 х 0. 875 + 1 х 0. 850)= 0. 891 Кв4 =0. 33х(0. 5 х 0.

950+0. 5 х 0. 875 + 0. 5 х 0. 850)= 0. 733 Кв5 =0. 33х(0. 75 х 0. 950 +0.

75 х 0. 875 + 1 х 0. 850)= 0. 579 Кв6 =0. 33х(0. 5 х 0. 950+0. 75x0.

875+ 0. 5 х 0. 850)= 0. 518 Кв7 =0. 33х( 1 х 0. 950 + 1 х 0. 875 + 1

х 0. 850)= 0. 891 Кв8 =0. 33х(0. 75 х 0. 950 +0. 75 х 0. 875 + 0. 5 х 0.

850)= 0. 579 Кв9 =0. 33х(0. 75 х 0. 950 + 1 х 0. 875 + 1 х 0. 850)= 0.

812 Кв10=0. 33х(0. 75х 0. 950+0. 5 х 0. 875 + 0. 5 х 0. 850)= 0. 525

Кв11=0. 33х(0. 5 х 0. 950+0. 75x0. 875+ 0. 5 х 0. 850)= 0. 518 Кв12=0.

33х(0. 5 х 0. 950+0. 5 х 0. 875 + 0. 75 х 0. 850)= 0. 516

Затем каждый эксперт устанавливает степень осуществления

программного продукта (в баллах от 0 до 10) и подсчитывается согласованная

оценка по формуле:

Vj = 1 /n х ( vij х Ккi)

где n - число экспертов;

vij - оценка i-ым экспертом j-ой характеристики; Ккi - коэффициент

компетентности i-го эксперта. V) - обобщенная оценка экспертов

по j-ой характеристике.

Разрабатываемый программный продукт/существующий аналог.

| |Шестак |Миньков|Сахаров|

|1. |8/6 |8/4 |7/6 |

|2. |9/6 |7/5 |8/6 |

|3. |9/2 |8/1 |9/3 |

|4. |8/5 |9/5 |9/6 |

|5. |7/8 |7/8 |8/9 |

|6. |9/2 |9/1 |9/1 |

|7. |10/8 |9/9 |9/8 |

|8. |9/3 |8/4 |8/4 |

|9. |9/5 |8/5 |7/6 |

|10.|10/6 |9/5 |9/5 |

|И. |8/7 |9/6 |8/6 |

|12.|8/3 |9/2 |9/3 |

Для разрабатываемой системы:

V1 =0. 33 х (8 х 0. 950 + 8 х 0. 875 +7 х 0. 850) = 6. 850 V2 =0. 33 х (9 х

0. 950 + 7 х 0. 875 +8 х 0. 850) = 7. 158 VЗ =0. 33 х (9 х 0. 950 + 8 х 0.

875 +9 х 0. 850) = 7. 333 V4 =0. 33 х (8 х 0. 950 + 9 х 0. 875 +9 х 0. 850)

= 7. 708 V5 =0. 33 х (7 х 0. 950 + 7 х 0. 875 +8 х 0. 850) = 6. 525 V6 =0.

33 х (9 х 0. 950 + 9 х 0. 875 +9 х 0. 850) = 8. 025 V7 =0. 33 х (10х 0. 950

+ 9 х 0. 875 +9 х 0. 850) = 6. 8 V8 =0. 33 х (9 х 0. 950 + 8 х 0. 875 +8 х

0. 850) = 7. 45 V9 =0. 33 х (9 х 0. 950 + 8 х 0. 875 +7 х 0. 850) = 7. 166

V10=0. 33 х (10х 0. 950 + 9 х 0. 875 +9 х 0. 850) = 8. 341 V11=0. 33 х (8 х

0. 950 + 9 х 0. 875 +8 х 0. 850) = 7. 425 V12=0. 33 х (8 х 0. 950 + 9 х 0.

875 +9 х 0. 850) = 7. 708

Для существующего аналога:

V1 =0. 33 х (6 х 0. 950 + 4 х 0. 875 +6 х 0. 850) = 3. 465 V2 =0. 33 х (6 х

0. 950 + 5 х 0. 875 +6 х 0. 850) = 5. 049 VЗ =0. 33 х (2 х 0. 950 + 1 х 0.

875 +3 х 0. 850) = 1. 775 V4 =0. 33 х (5 х 0. 950 + 5 х 0. 875 +6 х 0. 850)

= 3. 16 V5 =0. 33 х (8 х 0. 950 + 8 х 0. 875 +9 х 0. 850) = 6. 938 V6 =0.

33 х (2 х 0. 950 + 1 х 0. 875 +1 х 0. 850) =1. 123 V7 =0. 33 х (8 х 0. 950

+ 9 х 0. 875 +8 х 0. 850) = 6. 617 V8 =0. 33 х (3 х 0. 950 + 4 х 0. 875 +4

х 0. 850) = 3 605 V9 =0. 33 х (5 х 0. 950 + 5 х 0. 875 +6 х 0. 850) = 4.

711 V10=0. 33 х (6 х 0. 950 + 5 х 0. 875 +5 х 0. 850) = 3. 861 V11=0. 33 х

(7 х 0. 950 + 6 х 0. 875 +6 х 0. 850) = 5. 577 V12=0. 33 х (3 х 0. 950 + 2

х 0. 875 +3 х 0. 850) = 1. 667

Находим комплексный показатель уровня конкурентоспособности -

разработанного ПО:

12 Кук = ( Квj х Vj

Кук = 88. 48 - аналога: Кук= 41. 045

Сравним полученные уровни качества с максимально

возможным, то есть для ПО, которому эти эксперты по этим 12 характеристикам

ставят по 10 баллов.

Кук mах= 107

Таким образом, уровень качества от максимального составляет 82 % для

разрабатываемой программы и 38 % для существующего аналога.

4. 4 Определение экономического эффекта от внедрения программного продукта

Экономический эффект разработчика: Эг= П- К

П = Цена - Спп

Цена = 733 руб.

Спп= 13995 руб.

П = 30 х 733 - 13995 = 8017 руб.

К = 0

Эг= 8017-0 = 8017руб. Экономический эффект пользователя Эг= S- К,

где

К - цена программного продукта

S = S1 -S2,

S1 - расходы на функционирование СДО обычной концепции,

построенной по процедурному принципу.

S2 - расходы на функционирование разработанной СДО "Компью

терная графика" и "Продукционные системы"

Распространение программы системы дистанционного образования предполагает

наличие модемной связи между обучаемым и учебным центром. По модемной связи

пересылаются:

- исполнительный модуль проигрывателя сценария;

1. сценарий учебного курса;

2. прикладные файлы баз данных и баз знаний;

Экономический эффект появляется в результате:

1. Сокращение расходов на пересылку основного исполнительного мо

дуля и базового курса.

Сокращение расходов на пересылку новых учебных курсов.

3. Сокращение расходов на пересылку обучаемым отчетов о пройден

ном материале.

Для расчета экономического эффекта пользователя установим параметры

пересылки информации. Значения параметров выбраны и: расчета на

среднестатистические показатели отечественных телефон-

ных сетей, средний тариф за междугороднюю связь, а также на основании

показателей наиболее распространенных типов модемов.

1. скорость передачи информации = 25 К/мин

2. стоимость передачи информации = 3 руб. / мин

Экономия за счет сокращения затрат на пересылку основного исполнительного

модуля и базового курса.

Объем разработанной СДО = 400 К Объем процедурных аналогов = 1000 К

S1=(1000/25)хЗ = 120руб S2 = ( 400 / 25 ) х 3 = 48 руб. S = S1-S2 = 72

руб.

Экономия за счет сокращения расходов на пересылку новых учебных курсов.

Объем нового курса, созданного для проигрывания в разработанной СДО = 200

К Объем нового процедурного курса = 1000 К

S1 =( 1000/25)хЗ = 120 руб.

S2 = ( 200 / 25 ) х 3 = 24 руб.

S = S1 -S2 = 96 руб.

Учитываем, что в среднем в течение года обучаемый должен получать 15 новых

учебных курсов (по 7-8 за семестр), которые может охватить разработанная

СДО,

S = 96х15 = 1440руб

Экономия за счет сокращения расходов на пересылку обучаемым отчетов о

пройденном материале.

Объем отчета о результатах работы обучаемого, формируемый

разработанной СДО = 1 К

Объем отчета, составляемого вручную = 100 К

S1=(100/25)хЗ = 12руб

S2 = 3 руб.

(т. к. минимальное время при соединении = 1 мин. )

S = S1 -S2 = 9 руб.

На 15 курсов:

S = 9х 15 = 135 руб.

S = 72 + 1440 + 135 = 1647 руб. Эг= 1647-733 = 913 руб.

В качестве критерия оценки экономического

эффекта применяется показатель чистого дисконтированного доход: (ЧДД)

tk

ЧДД= ( Эг х Кд, t t=tн

Кд=1/(1+Е)- Коэффициент дисконтирования,

Где Е = 0. 5 - норма дисконта

tн, tк - начальный и конечный год расчетного периода

Рассчитаем чистый дисконтированный доход за три года. ЧДД = 913 + ( 913 х

0, 67 ) + ( 913 х 0, 44 ) = 1927 руб.

Таблица 4. 4. технико - экономические показатели разработки

|Параметр |Разработанн|Рассматрива|

| |ая |емый аналог|

| |программа | |

|Себестоимость |13995 руб. |- |

|программной | | |

|разработки | | |

|Цена программы |733 руб.|- |

|Трудоемкость |17. 02 чел.|- |

|разработки программы |мес. | |

|Продолжительность |6. 1 |- |

|разработки |месяцев. | |

|Годовой |913 руб.|- |

|экономический эффект | | |

|Чистый |1927 руб.|- |

|дисконтированный | | |

|доход (ЧДД) | | |

|Возможность |6. 85 |3. 465 |

|адаптации | | |

|пользователя в ПО | | |

|Привлекательность |7. 158 |5. 049 |

|интерфейса | | |

|Удобство работы с|7. 333 |1. 775 |

|программой | | |

|Возможность |7. 708 |3. 16 |

|работы в | | |

|многопользовательском| | |

|режиме | | |

|Правильность |6. 525 |6. 938 |

|функционирования | | |

|Гибкая система |8. 025 |1. 123 |

|подсказок | | |

|Многофункциональность|6. 8 |6. 617 |

|системы | | |

|Компактность |7. 45 |3. 605 |

|программы | | |

|Надежность системы,|7. 166 |4. 711 |

|защита от сбоев | | |

|Возможность |8. 341 |3. 861 |

|настройки ПО на | | |

|пользователя | | |

|Эффективность |7. 425 |5. 577 |

|контроля процесса | | |

|обучения | | |

|Модификация |7. 708 |1. 667 |

|вызываемых заданий | | |

|Комплексный |88. 48 |41. 045 |

|показатель уровня | | |

|конкурентоспособности| | |

[pic]

Рис. 4. 4. 2 Структура себестоимости программного продукта

Выводы к разделу 4

В данном разделе представлены расчеты затрат на разработку системы

дистанционного образования "Компьютерная графика" и "Продукционные

системы", ее трудоемкость и продолжительность разработки с учетом

количества разработчиков. Рассчитаны качественные характеристики

разработанной системы и проведено сравнение с существующим аналогом.

Произведен расчет ожидаемого годового эффекта от использования системы

дистанционного образования и произведена его оценка.

5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА

Дипломная работа посвящена созданию систем дистанционного обучения на

базе методов искусственного интеллекта. Целью работы является создание

обучающей программы по дисциплинам «Геометрические преобразования» и

«Продукционные системы». Система включает в себя также ЭВМ (ЮМ совместимый

компьютер).

5. 1. Сущность экологической экспертизы

В данном разделе производится экологическая экспертиза информационной

системы в целом. В соответствии с Федеральным Законом об экологической

экспертизе (принят Государственной Думой 19. 05. 95, одобрен Советом

Федерации 15. 11. 95), который регулирует отношения в области экологической

экспертизы, направлен на реализацию конституционного права граждан

Российской Федерации на благоприятную окружающую среду посредствам

предупреждения негативной хозяйственной и иной деятельности на окружающую

природную среду и предусматривает в этой части реализации конституционного

права субъектов Российской Федерации на совместное с Российской Федерацией

ведение вопросов охраны окружающей среды и обеспечения экологической

безопасности, экологическая экспертиза - это установление соответствия

намеченной хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и

определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в

целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой

деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных,

экономических и иных последствий реализации объекта экологической

экспертизы.

5. 2. Анализ экологических факторов

Для проведения экологической экспертизы необходимо выявить экологические

факторы и условия, подлежащие экспертной оценке. Учитывая особенности

разработки информационной системы, а также условия работы с ней, можно

выделить наиболее значимый вид воздействия на окружающую среду

-электромагнитное излучение. Другие экологические факторы влияющие на

окружающую среду либо минимальны, либо вовсе отсутствуют, поэтому их анализ

в данной экологической экспертизе не проводится.

Для анализа и установления предельно допустимых значений электромагнитного

излучения (ЭМИ), а также мер по снижению воздействия, необходимо выявить

характер воздействия и границы частот, на которых возможно излучение.

Электромагнитное излучение характеризует электромагнитное поле (ЭМП) -

переменное поле, представляющее собой совокупность изменяющихся во времени

взаимосвязанных и взаимообусловленных электрического и магнитного полей.

Для оценки интенсивности ЭМП в диапазоне частот до 300 мГц служит

напряженность электрической составляющей, Е - векторная величина,

характеризующая одну из двух составляющих ЭМП (единица измерения - В/м).

5. 3. Выявленные источники электромагнитного излучения

Для определения частотных границ ЭМИ необходимо выявить источники,

создающие излучение. В разрабатываемой системе источниками ЭМИ являются:

1. Сетевая проводка (F = 50 Гц);

2. Печатные проводники и элементы электрических схем ЭВМ(F=0-ЗГц);

1. Источники вторичного электропитания импульсного типа, входящие в

состав ЭВМ (F = 20-100 кГц).

Анализируя приведенные источники ЭМИ, следует особо выделить источники

вторичного импульсного типа, которые благодаря высоким энергетическим и

массогабаритным показателям все шире используются в радиоэлектронной

аппаратуре. Анализ тенденций развития средств электропитания импульсного

типа и особенно с бес трансформаторным входом (ИВЕП с БТВ) неуклонно

растет. Они являются наиболее мощными источниками ЭМИ. Практически все

современные персональные компьютеры оснащаются ИВЕП с БТВ мощностью 100-300

Вт.

5. 4. Анализ нормативно-правовой документации

Анализируя нормативно-правовую документацию в области регулирования

природопользования и охраны окружающей среды применительно к выявленным

экологическим факторам, можно выделить следующие нормативные документы:

1) Закон РСФСР "О санитарно-эпидемиологическом благополучии

населения";

2) Санитарные правила и нормы "Электромагнитного излучения

радиочастотного диапазона" 2. 2. 4/2. 1. 8. 055-96.

Данные нормативные документы устанавливают допустимые значения ЭМИ в жилых

и общественных зданиях. В соответствии с этими документами, устанавливаются

следующие предельно допустимые значения напряженности электрической

составляющей ЭМП (Е) в

образовательных учреждениях:

1) Для частот от 30 кГц до 3 МГц Е=10 В/м

2) Для частот от 3 МГц до 30 МГц Е=7 В/м

3) Для частот от 30 МГц до 300 МГц Е=2 В/м

При этом к средствам измерения ЭМП предъявляются следующие требования.

Для измерения в диапазоне частот 30 кГц - 300 МГц используются приборы,

предназначенные для определения среднеквадратичного значения напряженности

электрического поля, с допустимой относительной погрешностью не более

7+030%. Для проведения измерений следует отдавать предпочтение приборам с

изотропными датчиками.

5. 5. Рекомендации по ослаблению электромагнитного излучения

Для ослабления действия ЭМИ возможно применение следующих защитных мер.

Одним из основных способов защиты от действия ЭМИ является экранирование,

то есть использование электропроводящих металлических экранов, в

значительной степени снижающих излучение.

Толщину экрана и ослабление, даваемое им, можно рассчитать, зная

мощность и частоту излучения. В некоторых случаях могут применяться и

многослойные, из разных элементов, экраны, что расширяет спектр поглощаемых

ими частот электромагнитных излучений. В основном глубина проникновения

зависит от свойств проводящей среды (вида металла) и частоты

электромагнитной волны.

Механическая сборка экрана производится так, чтобы между его остальными

элементами (винтами, заклепками или специальными прокладками) обеспечивался

хороший электрический контакт. Лучший вариант создание экрана - помещение

электронного блока в наглухо заваренный металлический кожух. Однако, чаще

всего требуется создание в экране отверстий для кабелей, приборов и

вентиляции.

Вентиляционные отверстия закрываются решетками сотового типа или

проволочными сетками. В разрабатываемой системе применены меры по

ослаблению электромагнитного излучения. В частности, системный блок

персонального компьютера располагается в металлическом корпусе, имеющем

заземление. При этом ИВЕП с БТВ, расположен внутри системного блока, в свою

очередь, имеет собственный металлический корпус, выполняющий роль экрана,

что повышает степень ослабления ЭМИ. Действия остальных источников

излучения минимальны, так как токи, протекающие по ним, и создаваемые по

-33-

ля малы (учитывая предельно допустимые значения). Не оказывают вредного

воздействия на окружающую среду.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Министерство общего и профессионального образования Российской

Федерации

Саратовский государственный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ПВС

В. Б. Байбурин

Образовательная среда "Геометрические

преобразования/Продукционные системы"

Техническое задание

ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ КФБН. 00148-01 90 01-1-ЛУ

СОГЛАСОВАНО Разработчики:

Руководитель работы

Н. Н. Клеванский Студент. ПВС-51

О. В. Заулошнов

Студент. ПВС-51 И. В. Коротченко

Нормоконтролер С. С. Лалетин

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

УТВЕРЖДЕН КФБН. 00148-01 9001-1-ЛУ

Образовательная среда "Геометрические

преобразования/Продукционные системы"

Техническое задание

КФБН. 00148-01 9001-1

Листов 14

КФБН. 00147-01 9001-1

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ОСНОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ 5

НАЗНАЧЕНИЕ РАЗРАБОТКИ 6

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОМУ ИЗДЕЛИЮ 7

4. 1. Требования к функциональным характеристикам 7

4. 2. Требование к надежности 12

4. 3. Условия эксплуатации 12

4. 4. Требования к составу и параметрам технических средств 12

4. 5. Требования к информационной и программной совместимости 13

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 14

СТАДИИ И ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ 14

ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ И ПРИЕМКИ 14

1. ВВЕДЕНИЕ

Все современные концепции построения обучающих систем при их глубоком,

осмысленном представлении достаточно примитивны по своей сути. Если

исключить из рассмотрения безусловно красивый, но для нас в данном случае

совершенно неважный интерфейс, исключить обилие выводимого оцифрованного

видеоизображения, звуковые эффекты и т. п., то большинство современных

обучающих систем функционируют по приблизительно одной нехитрой стратегии.

Суть ее состоит в следующем: обучаемому предоставляется достаточно

широкий информационный канал, по которому он получает информацию

обучающего, а скорее познавательного характера. В данном случае обучаемому

уготована роль стороннего наблюдателя за происходящим, что в совокупности с

обилием выдаваемой информации приводит к тому, что постепенно человек

запутывается в этом информационном потоке, либо что-то пытается усвоить и

часто формирует у себя неверное представление о предмете, изучаемым таким

образом.

Кроме того, даже в случае успешного запоминания обучаемым переданного

материала вероятность того, что он сможет использовать его в дальнейшем без

посторонней помощи достаточно невелика. Дело в том, что после выдачи всей

обучающей информации большинство обучающих систем в лучшем случае проводит

небольшое контрольное тестирование по теоретическим вопросам или

стандартным задачам, описанным же в выдаваемой информации. Таким образом,

получив достаточный объем обучающей информации, пусть даже в виде прекрасно

подготовленного курса, по конкретной теме, обучаемый по окончании работы с

системой не имеет достаточного практического опыта для применения на

практике полученных знаний и дальнейшем ему могут понадобится

дополнительные практические занятия или непосредственные занятия с

преподавателем - составителем учебного курса для системы дистанционного

образования, что в конечном итоге сводит на нет всю ценность

разрабатываемой обучающей системы и ставит под сомнение смысл ее

разработки.

Для устранения указанных недостатков в разрабатываемой системе

дистанционного образования должна быть заложена принципиально иная

концепция, в основном направленная на формирование у обучаемых достаточно

хороших практических навыков по изучаемым курсам. Этой цели должно быть

подчинено большинство режимов работы создаваемой системы.

В разрабатываемую систему должна быть заложена некоторая

универсальность путем определения в ней расширяемого набора примитивов:

"текст", "рисунок", "трехмерная модель объекта", что позволит достаточно

легко перенастраивать систему на ряд "родственных" курсов, а при

4 КФБН. 00147-01 9001-1

расширении количества примитивов расширяется список

возможных дисциплин, которые могут быть заложены в систему.

Разрабатываемая система предназначается для дисциплин "Компьютерная

графика" и "Системы искусственного интеллекта", а также для близких с ними

дисциплин. Использование одного и того же набора примитивов для создания

курсов по указанным дисциплинам приведет к тому, что при последовательном

их изучении происходит плавный переход от одной дисциплины к другой. Часть

указанных примитивов должна иметь режим динамической работы с ними.

Интерактивная работа с примитивами более интересна обучаемому, нежели

простое созерцание выдаваемой информации по его чисто человеческой природе,

что положительно сказывается на повышении эффективности обучения.

5 КФБН. 00147-01 9001-1

2. ОСНОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ

6

КФБН. 00147-01 9001-1

3. НАЗНАЧЕНИЕ РАЗРАБОТКИ

Область применения создаваемого программного продукта дистанционное

образование по специальности 220400 "Программное обеспечение вычислительной

техники и автоматизированных систем" для дисциплин, связанных с

компьютерной графикой и искусственным интеллектом. Возможно использование

для других специальностей и других форм обучения, а также всеми желающими

более детально изучить отдельные вопросы машинной графики, представления и

использования знаний.

Ожидаемые результаты работы создаваемой образовательной среды

"Геометрические преобразования" для дисциплины "Компьютерная графика" и

"Продукционные системы" для дисциплины "Системы искусственного интеллекта"

- повышение эффективности восприятия информации и привитие практических

навыков. Разрабатываемый программный продукт призван избавить преподавателя

от рутинной работы связанной с подготовкой и прочтением лекций, тем самым

предоставляя ему возможность уделить больше внимания разработке курса.

Научно-техническая ценность результатов связана с разработкой

методических рекомендаций и инструкций по созданию образовательных сред для

различных специальностей.

Практическая ценность связана с созданием образовательных средств для

конкретных дисциплин и использование СДО в учебном процессе.

7 КФБН. 00147-01 9001-1

4. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОМУ ИЗДЕЛИЮ

4. 1. Требования к функциональным характеристикам.

4. 1. 1 Программа должна работать в многооконном графическом режиме и

поддерживать работу как клавиатуры, так и манипулятора типа

"мышь".

4. 1. 2 Интерфейс пользователя должен выполнять две основные функции:

давать советы и объяснения обучаемому и управлять приобретением

знаний.

4. 1. 3 Разрабатываемая учебная программа должна включать

оболочку,

подсистему управления и базу оболочки, содержащую учебный

материал по изучаемой дисциплине.

4. 1. 4 Библиотека программ должна содержать как модули, реализующие

элементарные системные функции (поддержка баз данных, диалог,

ввод/вывод данных, графика), так и модули, представляющие собой

алгоритмы предметной области дисциплины.

4. 1. 5 Разрабатываемый программный продукт должен включать механизмы

логического вывода и средства редактирования.

4. 1. 6 Ввод/вывод данных должен выполнять следующие

функции:

тестирование с целью обеспечения целостности и непротиворечивости

данных, передаваемых по линии связи, выполнение запросов на

передачу данных по линии связи.

4. 1. 7 Подсистема связи должна включать в себя модули для обеспечения

диалога с обучаемым, для ввода/вывода данных и для обработки

графической и символьной информации.

4. 1. 8 Вывод текстовой информации должен осуществляться

прямым

выводом с автоматическим форматированием текстового файла или

базы данных среды.

4. 1. 9 Текстовая информация может выводиться статично для небольших

объемов или динамически для больших объемов с возможностью

скроллинга и листания страниц.

4. 1. 10 Все окна вывода должны иметь возможность

перемещения и

изменения размеров.

4. 1. 11 Параметры настройки интерфейса должны фиксироваться на жестком

диске и система должна обеспечивать восстановление

состояния

интерфейса при последующих запусках системы.

4. 1. 12 Информация о требуемом графическом материале для иллюстрации

текста должна храниться вместе с текстовым файлом в базе данных

среды.

4. 1. 13 Оболочка среды должна обеспечивать регистрацию пользователей с

формированием модели обучаемого для тех, кто регистрируется

впервые или вызовом модели зарегистрированного пользователя.

КФБН. 00147-01 90 01-1

4. 1. 14 Разрабатываемая обучающая программа должна обеспечивать

три

режима работы: описательный, обучающий и контролирующий.

4. 1. 15 В описательном режиме пользователю должна

предоставляться

возможность интерактивной работы с визуализацией трехмерной

модели объекта. В правой части экрана должны располагаться кнопки

с номерами прилагаемых к курсу пояснительных

рисунков.

Перемещение текста должно осуществляется путем

выбора

соответствующей пиктограммы в зависимости от требуемого

направления и скорости перемещения по тексту. Пользователь должен

иметь возможность в любой момент времени выйти из данного режима

и перейти в следующий или выйти из системы полностью путем

выбора на экране соответствующих пиктограмм.

4. 1. 16 В обучающем режиме на экран должна выводится

визуализация

модели объекта, выбранное пользователем задание, координаты

опорного графического примитива и всех вершин

объекта.

Пользователю должен иметь возможность

просмотреть

последовательность действий произвольное количество раз.

4. 1. 17 В контролирующем режиме пользователю должна предоставляться

возможность выбора уровня сложности и модели трехмерного объекта.

Выбор уровня сложности и модели объекта должен осуществляется в

соответствующем диалоговом окне путем подведения указателя мыши

с последующим нажатием левой кнопки. В этом режиме пользователю

должны выводятся табличные представления исходных координат

объекта и опорного графического элемента, последовательность

действий, формируемая по шагам самим пользователем путем выбора

необходимого элементарного преобразования из списка

всех

возможных. После нажатия кнопки «Готово» система должна решить

задачу сама и сравнить полученные координаты с координатами,

полученными пользователем. По результатам сравнения должна

выставляться оценка, заносимая в модель обучаемого.

4. 1. 18 Задания должны дифференцироваться по уровням сложности:

4. 1. 18. 1. Низший уровень:

1. Выполнить преобразование центральной симметрии относительно

начала координат.

2. Выполнить преобразование осевой симметрии относительно

координатной оси X.

3. Выполнить преобразование осевой симметрии относительно

координатной оси V.

- Выполнить преобразование осевой симметрии относительно

координатной оси 2.

- Выполнить преобразование зеркальной симметрии относительно

координатной плоскости ХОУ.

КФБН. 00147-01 9001-1

1. Выполнить преобразование зеркальной симметрии относительно

координатной плоскости ХО2.

2. Выполнить преобразование зеркальной симметрии относительно

координатной плоскости ZОУ.

3. Выполнить преобразование симметрии относительно

произвольной точки А(ах, ау, аz).

Выполнить преобразование переноса на вектор Т(tх, tу, tz).

5. Выполнить преобразование поворота вокруг координатной оси X

на угол а.

6. Выполнить преобразование поворота вокруг координатной оси V

на угол b.

7. Выполнить преобразование поворота вокруг координатной оси 2

на угол с.

8. Выполнить преобразование масштабирования на вектор Е(ех, еу,

еz).

1. 18. 2. Средний уровень:

9. Выполнить преобразование переноса вдоль произвольной прямой,

заданной двумя точками, на X единиц.

10. Выполнить преобразование поворота вокруг произвольной

прямой, заданной двумя точками, на а градусов.

11. Выполнить преобразование симметрии относительно

произвольной прямой, заданной двумя точками.

1. 18. 3. Высший уровень:

12. Выполнить преобразование переноса вдоль перпендикуляра к

произвольной плоскости, заданной тремя точками, на X единиц.

13. Выполнить преобразование переноса вдоль перпендикуляра к

произвольной плоскости, заданной точкой и прямой, на X единиц.

Страницы: 1, 2, 3