Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИНЦИПА МОДУЛЬНОСТИ ПРИ ФОРМАЛИЗАЦИИ ДИАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Чигликова Н.Д. 1 Даутова И.С. 1 Кошевая С.Е. 1
1 ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»
В данной статье предложена методика формализации диалоговой информационной системы дистанционного образования с точки зрения принципа модульности в системах обработки данных. Проведен анализ рассматриваемой информационной системы дистанционного образования по типу пользователей, по проблемной ориентации, по методу организации диалога и по методу организации программного обеспечения. Разработаны пять основных множеств информационной системы дистанционного образования. Приведена формализация схемы решений каждой задачи информационной системы дистанционного образования, с помощью применения технологии таблиц решений разработана таблица локального сценария диалога, выделены основные правила поведения пользователей, определены их действия в зависимости от ситуации и прав доступа. Полученные результаты могут быть использованы при построении графа локального сценария для упорядочивания процедур обработки данных диалоговой системы дистанционного образования.
диалог
локальный сценарий
таблица решений
система дистанционного образования
принцип модульности
1. Кузнецов Н.А., Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А. Методы анализа и синтеза модульных информационно-управляющих систем. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. – 800 с. – ISBN 5-9221-0250-8.
2. Семенюта И.С. Использование метода попарного сравнения в задаче составления расписания // Журнал «Научно-технические ведомости СПбГПУ». Серия «Информатика. Телекоммуникации. Управление». – Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – № 3 (126). – С. 151-155.
3. Семенюта И.С. Исследование эффективности системы составления расписаний методами теории массового обслуживания // Автоматизация и современные технологии. – Москва: Машиностроение, 2011. – № 10.
4. Семенюта И.С. Методика анализа информационной структуры базы данных автоматизированной системы составления расписаний / И.С. Семенюта // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2011. – № 09 (73). Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2011/09/pdf/06.pdf.
5. Филлипс Д., Гарсиа-Диас А. Методы анализа сетей: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 496 с., ил.
6. Фрайтаг. Г., Годе В., Якоби Х. и др. Введение в технику работы с таблицами решений: Пер. с нем. – М.: Энергия, 1979, 88 с., ил. – (Б-ка по автоматике; вып. 603).

С точки зрения управления процессом функционирования информационную систему дистанционного образования можно отнести к модульной системе обработки данных, представляющей собой электронную базу данных ресурсов, подлежащих распределению между заявками пользователей. Следовательно, такая система должна гарантировать возможность эффективного использования данных ресурсов программными модулями в условиях заранее неизвестных моментов времени поступления и количества заявок на обслуживание. Поскольку информационные системы дистанционного образования ориентированы прежде всего на пользователя, важное значение приобретают диалоговые модульные системы, характеристики которых во многом определяются так называемым «человеческим фактором». В соответствии с этим предлагается формализовать описание модульной диалоговой системы дистанционного образования следующим образом [1]. Модульная диалоговая система дистанционного образования должна состоять из совокупности технических, программных и информационных средств, позволяющих заданному кругу пользователей (обучающимся, преподавателям, администратору и т.д.) решать определенное множество задач обработки данных (выполнение заданий, проверка тестов, загрузка контента ит. д.) в интерактивном режиме в соответствии с приоритетами прав доступа и сценариями диалога. В данном случае диалог – это процесс двустороннего обмена информацией пользователя с вычислительной системой, при котором программный модуль системы обеспечивает формулировку пользователем запросов в режиме реального времени и получение ответов за время, адекватное сложности выполняемых запросов в рамках возможностей технических средств системы дистанционного образования.

Формализовать диалоговую систему дистанционного образования предлагается при помощи пяти множеств [2]:

где – множество пользователей диалоговой системы D.

Каждый пользователь характеризуется множеством решаемых ими задач. Тогда – множество задач пользователей диалоговой системы дистанционного образования [3].

Под задачей понимается достижение некоторой цели, которую пользователю нужно реализовать в процессе диалога с системой дистанционного образования. Примеры таких целей: получение справки по работе с системой дистанционного образования, добавление, удаление и редактирование сообщений пользователей, выполнение заданий обучающимися (загрузка на сервер файлов), загрузка лекций и лабораторных практикумов, сохранение результатов тестов в базе данных.

Пусть S – сценарий диалоговой системы, представляющий собой формализованную схему решения задач пользователей диалоговой системы дистанционного образования; – программное обеспечение системы D, где – системное программное обеспечение, а – прикладное программное обеспечение системыD, включающее в себя прикладное программное обеспечение каждого пользователя , которое, в свою очередь, объединяет множества прикладных программ, необходимых k-му пользователю для решения h-ой задачи (),и , где – совокупность данных, требуемых k-му пользователю для решения h-ой задачи. – совокупность технических средств диалоговой системы дистанционного образования D, где – техническое средство l-го типа.

Процесс достижения цели пользователя (решения поставленной задачи обработки данных) состоит из выполнения конечного числа отдельных шагов (подзадач обработки данных) диалога пользователя с системой D. Каждая подзадача обработки данных диалога включает несколько процедур анализа пользователем полученной информации от диалоговой системы, принятия на основе системного анализа решений о последующих действиях, используя полученную информацию I, формулировки очередного допустимого запроса на данном шаге диалога, его обработки техническими средствами системы и выдачи ответа в интерактивном режиме работы диалоговой системы дистанционного образования [4].

Допустим, в рассматриваемой системе дистанционного образования предусмотрена параллельная обработка нескольких запросов, сформулированных пользователем на одном или нескольких шагах диалога (например, одновременное выполнение теста обучающимся и загрузка лекционного материала). Тогда – множество типов запросов, обрабатываемых в модульной диалоговой системе дистанционного образования, – множество типов запросов, используемых при решении h-ой задачи k-м пользователем; – множество типов запросов, используемых k-м пользователем диалоговой системы. Отсюда (для ). Запрос j-го типа определяется как вектор из координат: , где – множество значений m-ой компоненты j-го запроса на обработку ().

Таким образом, диалог пользователь-система дистанционного образования определяется как процесс взаимодействия множества пользователей через запросы, формулируемые из множества R в соответствии со сценарием диалоговой системы S для решения множества задач Z.

Предлагается формализовать схему решения каждой задачи посредством множества связанных таблиц решений. Пусть – локальный сценарий диалога k-го обучающегося с системой дистанционного образования при решении h-ой задачи. – таблица решений, определяющая каждый отдельный шаг q (подзадачу) k-го пользователя (обучающегося) диалоговой системы при решении h-ой задачи. Каждая таблица решений содержит множество действий R, множество правил В, множество вероятностей возникновения ситуаций Р.

Причем под действием r следует понимать совокупность следующих подзадач обработки: выдача обучающимся запроса системе типа , обработка этого запроса диалоговой системой, выдача ответа, переход к следующей подзадаче, оценка обучающимся полученного ответа.

Каждый n-мерный вектор определяет ситуацию, от которой зависит выбор пользователем действия r. Множество величин определяет вероятности возникновения m-ой ситуации на каждом отдельном шаге взаимодействия обучающегося и диалоговой системы дистанционного образования.

В первом столбце таблицы решений представлены условия, которым может удовлетворять, либо не удовлетворять полученная обучающимся пользователем от диалоговой системы дистанционного образования информация (например, оценка пользователем решения предыдущей подзадачи загрузки результатов выполнения учебного теста). В зависимости от этих условий величина принимает значения из множества . При этом , если условие n выполнено, при невыполнении условия n, , если для принятия решения обучающимся о дальнейшем запросе для решения следующей подзадачи выполнение условия n несущественно.

Пара векторов , где , определяет m-е правило таблицы решений. С помощью m-го правила пользователь описывает, какие действия он может предпринять при возникновении m-ой ситуации. Величина определяет вероятность принятия пользователем решения о выполнении действия r в результате ситуации . Структура таблицы решений представлена в табл.1.

Таблица 1

Структура таблицы решений

Правила

Условия

Правило 1

Правило 2

Правило М

Условие 1

 

 

 

Условие n

 

 

 

Условие N

 

Вероятность возникновения ситуации

 

Действие 1

 

 

 

Действие r

 

 

 

Действие R

 

Учитывая то, что пользователь будет выбирать одно из возможных действий, все действия одного пользователя составляют полную группу несовместных событий, а сумма их вероятностей по теореме сложения вероятностей равна 1. При этом, если пользователь в -ой ситуации будет выбирать только одно из возможных действий, то справедливо выражение (1):

(1)

Если пользователь диалоговой системы дистанционного образования может выполнить одновременно несколько действий (сформулировать несколько запросов), то выражение суммы (1) будет определять число одновременно выполняемых пользователем действий в m-ой ситуации [4].

В соответствии с вышеописанными формулировками построим таблицу локального сценария диалоговой системы дистанционного образования (табл. 2).

Таблица 2

Таблица локального сценария диалога

 

Ситуации (правила)

 

Гость

Студент

Преподаватель

Организатор

Администратор

Условия

 

 

 

 

 

Зарегистрированный пользователь

N

Y

Y

Y

Y

Незарегистрированный пользователь

Y

-

-

-

-

Вероятность возникновения ситуации

Рст

Рпр

Рорг

Радм

Действия

 

 

 

 

 

1. Регистрация пользователя

P1г

0

0

0

0

2. Запоминание деталей (логин и пароль)

0

0

0

0

Р2адм

3. Массовая рассылка e-mail всем пользователям

0

0

Р3пр

Р3орг

Р3адм

4. Выбор языка интерфейса

Р4г

Р4ст

Р4пр

Р4орг

Р4адм

5. Поиск по репозитарию

0

Р5ст

Р5пр

Р5орг

Р5адм

6. Разделение студентов на группы

0

0

0

Р6орг

0

7. Скачивание файлов

0

Р7ст

0

0

0

8. Написание сообщений

0

Р8ст

Р8пр

Р8орг

Р8адм

9. Вложение файлов

0

Р9ст

Р9пр

0

0

10. Техническая поддержка

0

0

0

0

Р10адм

11. Устранение неисправностей

0

0

0

0

Р11адм

12. Редактирование учебно-методического контента

0

0

Р12пр

0

0

13. Контроль успеваемости

0

0

Р13пр

0

0

14. Загрузка дополнительных модулей и программ

0

0

0

0

0

15. Администрирование

0

0

0

0

Р15адм

16. Формирование расписания мероприятий

0

0

0

Р16орг

0

17. Выбор учебных курсов

0

Р17ст

0

0

0

18. Модерирование форумов

0

0

0

0

Р18адм

19. Управление учетными записями

0

0

0

0

Р19адм

20. Формирование отчетов об успеваемости

0

0

0

Р20орг

0

21. Консультирование студентов

0

0

Р21пр

Р21орг

0

22. Планирование учебных мероприятий

0

0

Р22пр

Р22орг

0

23. Формирование рабочих учебных планов

0

0

0

Р23орг

0

24. Рецензирование работ учащихся

0

0

Р24пр

Р24орг

0

25. Редактирование профиля

0

Р25ст

Р25пр

Р25орг

Р25адм

Вероятность возникновения ситуации определяет случайное появление того или иного пользователя (Гость, Студент, Преподаватель, Организатор или Администратор) в информационной диалоговой системе дистанционного образования. Очевидно, что сумма всех вероятностей Рг, Рст, Рпр, Рорг и Радм равна 1. Также сумма всех соответствующих вероятностей по каждому правилу (пользователю) равна 1. В зависимости от того, какой пользователь приступит к работе с системой, определяется набор действий, предусмотренный в соответствии с его правами доступа. Вероятности могут быть выбраны случайным образом (при условии равенства их суммы единице), так как заранее неизвестно, какой пользователь войдет в систему и какое действие предпримет.

Таким образом, диалоговую информационную систему дистанционного образования можно идентифицировать следующим образом. По типу пользователей предлагаемая система взаимодействует одновременно не только со случайными пользователями, потребности которых в диалоге непредсказуемы (обучающиеся работают с системой удаленно, доступ осуществляется в случайные моменты времени), но и с исследователями и разработчиками, которые осуществляют мониторинг работы системы и периодически занимаются загрузкой контента в базу данных информационной системы дистанционного образования [5]. По проблемной ориентации диалоговая система дистанционного образования относится к системам информационного поиска и обучения. По методу организации диалог в такой системе реализуется с помощью команд и меню. По методу организации программного обеспечения диалоговую систему дистанционного образования следует определить как систему жесткого типа, поскольку формирование запросов происходит по сценарию заранее предусмотренных схем множества сценариев S и множества запросов R с помощью спецификационных списков курсов или реляционных языков баз данных, а также графовых схем формирования запросов пользователей (обучающихся). Предлагаемую методику формализации предлагается использовать при построении графа локального сценария для упорядочивания процедур обработки данных диалоговой системы дистанционного образования.

Рецензенты:

Атрощенко В.А., д.т.н., профессор, директор Института компьютерных систем и информационной безопасности Кубанского государственного технологического университета, г. Краснодар.

Шевцов Ю.Д., д.т.н., профессор кафедры Информатики и вычислительной техники Кубанского государственного технологического университета, г. Краснодар.


Библиографическая ссылка

Чигликова Н.Д., Даутова И.С., Кошевая С.Е. К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИНЦИПА МОДУЛЬНОСТИ ПРИ ФОРМАЛИЗАЦИИ ДИАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=14136 (дата обращения: 26.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074