Розробка освітнього середовища для дистанційного навчання з дисциплін Комп'ютерна графіка та Системи штучного інтелекту. Геометричні перетворення

Інформатика, програмування

1. ВСТУП

Область застосування створеного програмного продукту - дистанційнеосвіта за фахом 220400 "Програмне забезпечення обчислювальноїтехніки і автоматизованих систем "для дисциплін, пов'язаних зкомп'ютерною графікою і штучним інтелектом. Можливе використаннядля інших спеціальностей та інших форм навчання, а також всіма бажаючимибільш детально вивчити окремі питання машинної графіки, подання тавикористання знань.

Область створення освітніх програм освоєна досить широко,розроблена маса навчальних програм, зокрема, проект "Створення єдиноїосвітньої системи дистанційної освіти (СДО) для технічнихуніверситетів Росії. "Однак раніше розроблені СДО мають цілу низкунедоліків:

- жорстка прив'язаність до предметної області;

1. жорстка структура програми, що виключає її модифікацію поль

зователем;

2. жорсткий курс навчання що виключає можливість його поповнення і

перенастроювання.

Основний недолік цих програм - навчання фактично замінюється надемонстрацію користувачеві якоїсь інформації з предметної області безконтролю, якого навчають та прищеплення практичних навичок, у кращому випадку ценаявність контрольних питань з теоретичного курсу.

Очікувані результати роботи створеної освітні середовища
"Геометричні перетворення" для дисципліни "Комп'ютерна графіка" і
"Продукційні системи" для дисципліни "Системи штучного інтелекту"
- Підвищення ефективності сприйняття інформації та прищеплення практичнихнавичок. А також збільшення часу витраченого викладачем нарозробку курсу за рахунок зменшення витраченого викладачем часу наподання інформації та прищеплення практичних навичок у студентів.

Науково-технічна та практична цінність очікуваних результатів роботи.

Науково-технічна цінність результатів пов'язана з розробкоюметодичних рекомендацій та інструкцій щодо створення освітніх середовищ длярізних спеціальностей.

Практична цінність пов'язана зі створенням освітніх засобів дляконкретних дисциплін і використання СДО в навчальному процесі.

2. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД, ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ

2. 1. Аналіз існуючих підходів, моделей, методів

Програмне забезпечення для комп'ютеризованого навчання пройшло у своємурозвитку кілька етапів. На першому етапі використання ЕОМ у навчальномупроцесі розроблялися програми автоматизації окремих етапіврозрахункових, проектних, графічних та інших робіт під час лабораторних іпрактичних занять, курсового та дипломного проектування. В цей же часз'явилися перші програми контролю та оцінки знань учнів,програмованого навчання в тестовому режимі. Пізніше акцент змістився дорозробці програмного забезпечення автоматизованих навчальних систем,що забезпечують не лише навчання конкретним знанням, а й перевірку відповідейтих, яких навчають інтелектуальну їх інтерпретацію, можливість підказки й іншіфункції. На цьому етапі була усвідомлена необхідність інтерактивних режимівроботи, використання засобів машинної графіки і методів штучногоінтелекту, а також наявність інструментальних засобів розробки навчальнихпрограм. Наступний етап пов'язаний з новим змістом, що вкладаються в поняттякомп'ютеризованого навчання, а саме з дистанційною освітою.

Автоматизація проектування та розробки програмного забезпеченняосвітніх середовищ дистанційної освіти вимагає розмежування міжпрограмними засобами, які забезпечують комунікаційну інфраструктурудля освітніх технологій ДО, спеціалізованими інформаційно -освітніми середовищами і курсами ДО та інструментальними засобамирозробки навчальних програм ДО. Саме остання група у форміінтегрованої системи приймається як базове програмне забезпечення ДН.

До основних видів комп'ютерних програм, розроблених дляудосконалення навчального процесу відносяться наступні:

- електронний підручник;
1. освітнє середовище;
2. лабораторний практикум;

1. тренажер;
2. контролююча програма;

- база даних.

Мета аналізу - визначення функціональних характеристик, функціональнихі структурних складових навчального ПЗ з урахуванням потребдистанційної освіти.

2. 1. 1. Електронний підручник

Електронний підручник - програмно-методичний комплекс, що забезпечуєможливість самостійно освоїти навчальний курс або його великий розділ. Вінпоєднує в собі властивості звичайного підручника, довідника, задачника ілабораторного практикуму.

Слід виділити два з основних вимог до електронних підручників:

- електронний підручник повинен дозволяти вивчити курс, користуючись тільки книгою і тим, хто в підручник ПЗ;

- електронний підручник повинен надавати кого навчають оптимальне

поєднання різних способів вивчення курсу.

Можна відзначити наступні особливості методологічного підходу,заснованого тільки на електронному підручнику.

- Необхідність забезпечення самостійного освоєння матеріалу

повністю виключає викладача з процесу навчання, залишаючи

за ним рішення навчально-методичних завдань на стадії створення елек

тронного підручника та налагодження ПЗ на конкретний навчальний процес.

Вимога про надання кого навчають оптимального поєднання

різних способів вивчення курсу приводить до необхідності реалі

зації в ПЗ електронних підручників різних методичних пріе

мов, доступних викладачеві-розробнику, що тягне за собою ус

ложненіе структури і громіздкість ПЗ. Але при цьому учень сам

вибирає що здається йому зручною форму навчання, тоді як це

повинен робити викладач або навчальна програма за умови

формування в ній моделі, кого навчають.

- Наслідком вищесказаного є висока вартість розробок:

- витрати на розробку ПО, забезпечує 1 час курсу, оцінені в

10 тисяч доларів США; - витрати на розробку 6-семестрового автоматизованого курсу з вищої математики оцінюються в 3-5

мільйонів доларів США.

- Багато проблем, перераховані вище, можуть бути вирішені при ис

користуванні методів штучного інтелекту на етапі формуванні

ня навчального матеріалу і сценарію підручника.

- Використання методів штучного інтелекту дозволяє значи

тельно підвищити гнучкість і порівняно легку модифікованості

сценарію електронного підручника.

- Занимательная акредитуючої навчального матеріалу забезпечується

використанням засобів машинної графіки, а простота роботи з ПЗ

підтримується спеціально розробляються інтерфейсами, кого навчають.

- У більшості діючих ПО електронних підручників існує база даних контролю знань учнів.

2. 1. 2. Освітнє середовище

Наступним видом комп'ютерних навчальних програм є освітнісередовища - навчальне ПЗ, що дозволяє оперувати з об'єктамипевного класу. Середа реалізує відносини між об'єктами, операціїнад об'єктами і відносинами, що відповідають їхнім визначенням, а такожзабезпечує наочне представлення об'єктів і їх властивостей. Ученьоперує об'єктами середовища, керуючись методичними вказівками з метоюдосягнення поставленої дидактичної мети, або проводить дослідження,цілі і завдання якого поставлені учнем самостійно. Особливостіметодології освітніх середовищ:
- Освітнє середовище як засіб навчання надає можливість розвитку найвищих, продуктивних форм мислення;
1. основною функцією ПО освітнього середовища є моделювання;
2. візуалізація процесу моделювання вимагає використання розмаїтості

них засобiв машинної графіки;
3. досягнення реальної самостійності учня можливо при викорис

тання методів штучного інтелекту, для чого необхідно: - час

тично замінити алгоритмічну частина ПО освітнього середовища на грудень

ларатівное опис у формі бази знань; - замінити частково керую

щую частина ПО освітнього середовища механізмом логічного висновку; -

надати кого навчають можливість зміни змісту бази знань;
4. освітнє середовище орієнтована на самостійну роботу, але тим не

менш повинна мати певні види контролю або протоколювання

дій користувача, що із застосуванням методів штучного интел

лекта допоможе сформувати модель учня.

2. 1. 3. Лабораторний практикум

ПО лабораторного практикуму служить для проведення спостережень надоб'єктами, їх взаємозв'язками або деякими їх властивостями, для обробкирезультатів спостереження, для їх чисельного і графічного представлення ідля дослідження різних аспектів використання цих об'єктів напрактиці.

Одне з основних вимог до лабораторного практикуму має наступнийвид: вони повинні мати чітко визначені цілі експерименту, описано засоби іметодики проведення експерименту, методи обробки та аналізуекспериментальних даних, форми звіту.

Слід зазначити, що лабораторний практикум за своїм визначенням іпоставленим цілям повинен бути складовою частиною освітнього середовища.
Опції що включаються в ПЗ лабораторних практикумів засобів машинноїграфіки повинні включати можливості ділової та наукової графіки длявізуалізації різних графіків, кривих, поверхонь та інших абстрактнихматематичних об'єктів. ПО лабораторного практикуму повинно включатизасоби редагування для подання звіту і певні видиконтролю виконання завдання.

2. 1. 4. Тренажер

ПО тренажерів служить для обробки та закріплення технічних навичоквирішення завдань. Тренажери забезпечують отримання теоретичної інформації таопис прийомів вирішення завдань, тренування на різних рівняхсамостійності, контроль і самоконтроль і повинні включати наступнірежими роботи: теорія, демонстрація прикладів, робота з репетитором,самостійна робота, самоконтроль.

Серед основних вимог до ПЗ тренажерів виділимо наступні:

1. в режимі репетитора бажано передбачити всі можливі шляхи

рішення;
2. шлях просування повинен визначатися самим учнем.

Особливості методології тренажерів.

1. Бажання «передбачити всі можливі шляхи вирішення» значно

ускладнює ПО тренажерів і реально можна досягти тільки для Форман

зовано завдань і алгоритмів.

2. ПО тренажера повинно включати засоби редагування і базу кон

троля знань.

3. Учень повинен вирішувати тільки ті завдання, які пропонує тре

нажерся, і не може самостійно сформулювати аналогічну за

дачу для рішення, що викликано відсутністю інтелектуалізації ПЗ

тренажерів .

- Інтелектуалізація тренажерів для підвищення самостійності дій учня і одночасне ускладнення вирішуваних завдань трансформує тренажери в освітні середовища.

- Розширення кола завдань, навички вирішення яких відпрацьовує і за < p> крепляет тренажер, вимагає використання засобів машинної графи

ки.

- вимога про можливість отримання будь-яких комплексних довідок по всьому курсу максимально збільшує трудомісткість розробки необхідних баз даних; < p> - вирішення зазначених проблем можливо шляхом використання інтелектуальних баз даних текстового типу.

Всі сучасні концепції побудови навчальних систем при їх глибокому,осмисленому поданні досить примітивні за своєю суттю. Якщовиключити з розгляду безумовно красивий, але для нас у даному випадкузовсім поганий інтерфейс, виключити велика кількість виведеного оцифрованоговідеозображення, звукові ефекти і т. п., то більшість сучаснихнавчальних систем функціонують за приблизно однієї нехитрої стратегії.

Суть її полягає в наступному: хто навчається надається достатньоширокий інформаційний канал, за яким він отримує інформаціюнавчального, а скоріше пізнавального характеру. У даному випадку хто навчаєтьсяуготована роль стороннього спостерігача за подіями, що в сукупності звеликою кількістю видаваної інформації призводить до того, що поступово людиназаплутується в цьому інформаційному потоці, або щось намагається засвоїти ічасто формує в себе невірне уявлення про предмет, що вивчаються такимчином.

Крім того, навіть у разі успішного запам'ятовування учнем переданогоматеріалу ймовірність того, що він зможе використовувати його в подальшому безсторонньої допомоги досить невелика. Справа в тому, що після видачі всієїнавчальної інформації більшість навчальних систем в кращому випадку проводитьневелике контрольне тестування з теоретичних питань абостандартним завданням, описаним ж у видаваної інформації. Таким чином,отримавши достатній обсяг навчальної інформації, нехай навіть у вигляді чудовопідготовленого курсу, за конкретною темою, учень після закінчення роботи зсистемою не має достатнього практичного досвіду для застосування напрактиці отриманих знань і надалі йому можуть знадобитьсядодаткові практичні заняття або безпосередні заняття звикладачем - упорядником навчального курсу для системи дистанційногоосвіти, що зрештою зводить нанівець всю цінність розробленоїнавчальної системи і ставить під сумнів сенс її розробки.

Для усунення зазначених недоліків у розробленій системідистанційної освіти з самого початку була закладена принципово іншаконцепція, в основному спрямована на формування в учнів доситьхороших практичних навичок з досліджуваних курсів. Цій меті підпорядковані 75%режимів роботи створеної системи.
Розробниками зроблена спроба закласти в розроблену систему деякууніверсальність шляхом визначення в ній деякого розширюваного невеликогонабору примітивів: "текст", "малюнок", "тривимірна модель об'єкта", щодозволяє досить легко переналаштовувати систему на ряд "споріднених"курсів, а при розширенні кількості примітивів розширюється список можливихдисциплін, які можуть бути закладені в систему. Очевидно, що вказанауніверсальність досить відносна і створити універсальну навчальнусистему з широкими можливостями по прищеплення практичного досвіду якщо йможливо, то досить проблематично.

У даному випадку такого завдання і не ставилося, розроблена системаспочатку передбачалася для дисциплін "Комп'ютерна графіка" і "Системиштучного інтелекту "а також для близьких з ними дисциплін.
Використання одного й того ж набору примітивів для створення курсів ззазначених дисциплін призвело до того, що при послідовному їх вивченнівідбувається плавний перехід від однієї дисципліни до іншої. Частина зазначенихпримітивів має режим динамічної роботи з ними. Інтерактивна робота зпримітивами більш цікава, кого навчають, ніж просте спогляданнявидаваної інформації за його чисто людській природі, що позитивнопозначається на підвищенні ефективності навчання.

Крім новизни самої концепції побудови навчального середовища, врозробленій системі закладений цілий ряд нових підходів і методів,стосовно до конкретних розглянутих дисциплін ( "Комп'ютернаграфіка "та" Системи штучного інтелекту ").

Геометрична модель вводиться як сукупність змінних інезмінних структур даних, однозначно визначають модельованийтривимірний об'єкт. Змінна компонента структур даних моделі визначаєприв'язку об'єкта до системи відліку. Незмінна компонента визначаєхарактеристики самого об'єкту за допомогою топологічних елементів івідносин між ними. Змінна інформація задається лінійної списковомуструктурою дескриптором вершин 8 (Х, У, 2), що містить координати кожноївершини. Незмінна інформація представляється відносинами міжтопологічними елементами модельованого об'єкта.

Отримання шуканого геометричного перетворення відбувається за допомогоюнакопичення елементарних перетворень в матриці результуючогоперетворення при послідовному її домноженіі на матриці елементарнихгеометричних перетворень.

Досвід навчання питань геометричних перетворень показує, щощо розглядаються в середовищі завдання, відповідні алгоритмам геометричнихперетворень слід розподілити за трьома рівнями складності наступнимчином:вищий отримання будь-якого пр?? освіти щодо довільній площині,заданої кількома способами.

середній отримання будь-якого перетворення щодо довільноїпрямій.

нижчий отримання будь-якого перетворення щодо довільної точки,а так само елементарні геометричні перетворення.

Основним зв'язуючою ланкою між дисциплінами "Комп'ютерна графіка" і
"Штучний інтелект" є спосіб вирішення завдань геометричнихперетворень за допомогою механізму логічного висновку продукційних систем.
При всьому розмаїтті завдань геометричних перетворень їх рішенняпроцедурними методами призвело б до значного збільшення обсягу ітрудомісткості написання програми, а також істотного зниження гнучкості.
Реалізований в розробленій системі спосіб вирішення геометричних задач здопомогою продукційних систем дозволив досягти абсолютної гнучкості, тобтовикладач може вводити в курс всі можливі завдання. Подібний підхіддозволяє таким чином побудувати виконання завдань геометричнихперетворень, що стає можливим реалізувати всі можливіперетворення в одному механізмі виведення за рахунок використаннявідповідної бази знань.

Розроблений спосіб використовується в системі для вирішення наступнихпідзадач: по-перше, він закладений у саму програму для виконання постійнонеобхідних перетворень, по-друге, на прикладі цього методу побудованонавчання за курсом "Продукційні системи", що дуже позитивно, тому щопредмет освоюється учнем на конкретному прикладі з тієї області, ізякою він раніше ознайомився з іншого боку.

2. 2. Постановка завдання

Для забезпечення функціонування розробленої системи дистанційногоосвіти в усіх передбачених режимах необхідно було вирішитинаступні завдання:

1) теоретичного плану:

- розробка способу представлення інформації про тривимірних геометричних об'єктах. Встановлення зв'язків в розроблюваних структурах і формальний опис перетворень, представлених у такий спосіб;

- розробка універсального методу отримання геометричних перетворень об'єктів на основі розробленого механізму виведення;

- розробка способів навчання методам геометричних перетворень

ний, як приклад використання продукційних систем.

2) Практичного плану:

1. реалізація розробленого універсального способу отримання гео

метричних перетворень на основі продукційних систем;

2. розробка блоку демонстрації формування послідовності

перетворень і контролю дій учнем;

- розробка блоку видачі завдання кого навчають для самостійної

роботи з урахуванням рівня складності і блоку контролю правильності

виконання отриманого завдання.

2. 3. Обгрунтування вибору підходу і методу вирішення поставленого завдання

В основі розробленої системи лежить використання продукційних системдля вирішення завдань геометричних перетворень. Основні аргументи на користьтакого вибору:

1) Як зазначалося вище в розділі аналізу існуючих підходів, Алго

ритмічні методи знаходження послідовності геометричних

перетворень явно неефективні, отже необхідний дру

гой підхід.

2) Використання зв'язки "Продукційні системи + геометричні

перетворення" вигідно з тієї точки зору, що ці два поняття

легко зв'язати в єдину працюючу систему.

3) розробляється програма стає компактною, легкоізменяе

мій тільки за рахунок зміни бази знань.

4) Механізм виводу при роботі з використовуваним поданням об'єктах

тов дуже простий.

5) Реалізація універсального методу знаходження всіх можливих за

послідовності геометричних перетворень в даному випадку

значно спрощується.

6) Побудова навчального матеріалу з курсу "Продукційні системи"

на основі закладених у системі методів досить наочно, позво

ляєт використовувати ті ж примітиви, що і для курсу "Геометричні

перетворення", дозволяє здійснити легкий перехід від одного

навчального курсу до іншого, отже легко освоїти "продукції

онние системи "і поповнити свій досвід у графіку.

7) Використання продукційних систем, і одного і того ж механізму

виведення дозволяє реалізувати візуалізацію інформації про графич

ському об'єкті , організувати побудову нових структур подібного

роду самим учнем, організувати контроль цього процесу як

частково, так і для всієї сукупності структур в цілому, тобто реализ < p> вать всі практичні завдання, поставлені вище.

3. Основна частина

3. 1. Розробка моделей і алгоритмів рішення

Як було відзначено в п. 2. 1., Є безліч різних варіантівгеометричних перетворень. Рішення даного завдання безпосередньо не тількинеефективно, але й громіздким. Тому був обраний інший шлях, заснований навикористанні уявлень знань продукційними системами.

Для забезпечення можливості використання продукційних системрозроблено новий спосіб представлення інформації про тривимірнихгеометричних об'єктах. Елементарні геометричні примітиви представленіу вигляді фактів бази знань.

Робота блоку отримання продукцій будується наступним чином.

1) Вихідна модель тривимірного графічного об'єкта, визначена довільно

(за допомогою прямих, точок або їх комбінацій), аналізується і перетворень

зуется в уніфіковане представлення точками, потім система звертає

ся до відповідної бази знань і добудовує механізм виведення до підлозі

чення необхідних для вирішення задачі фактів.
2) Для отримання необхідної послідовності розроблений блок зверну

ється до бази знань і, в залежності від завдання, знову перебудовує хутра

нізм виводу, після чого запускає його.
3) Отримання необхідної послідовності здійснюється шляхом вибірки

необхідних фактів і їх подальшої підстановки в правила. У результа

ті спрацьовування правила в базу знань додаються нові факти, і процес

повторюється.

Реалізований механізм виведення використаний також для вирішення іншихпоставлених завдань, а саме:

1. демонстрація формування послідовності виконуваних пра

вил; відображення використаних і доданих нових фактів у

навчальному режимі розділу «Продукційні системи»

2. контроль дій, якого навчають у контролюючому режимі розділів

"Геометричні перетворення" і "Продукційні системи".

У першому випадку робота блоку отримання будь-якого відношення практично незмінюється. Програма так само виробляє додаткову настройку механізмувиводу і формує формалізоване уявлення об'єкту, потім отриманняпослідовності правил відбувається по кроках з видачею до візуалізаціївикористовуваних перетворень та їх взаємного розташування.
У другому випадку система діє трохи інакше. Механізм виведення відразуотримує послідовність правил, після їх інтерпретації обробникомвиходить результуюча матриця перетворень, на яку потіммножаться всі точки об'єкта.

3. 2. Розробка програмних засобів

Для реалізації поставлених завдань спочатку була запрограмованарозроблена система зберігання фактів і правил в базі знань. Вона булапредставлена як сукупність таблиць, що становлять єдину базу знань

Вхідна інформація для блоку отримання продукцій представлена у виглядітаблиці, в якій зберігаються факти та правила, необхідні для роботимеханізму виведення продукційних систем.

Для забезпечення можливості багаторазового використання учнем однієїі тієї ж моделі в процесі навчання, а також для забезпечення перевіркивиконуваних завдань розроблено блок перегенерації способи завданнягеометричних примітивів для приведення ох подання в системі доуніфікованому увазі. Він запускається кожного разу при виборі завдання іпризводить подання геометричних примітивів до виду, необхідному дляроботи механізму виведення. При цьому в базу фактів можуть бути внесені новіфакти.

Для забезпечення гнучкості розробленого механізму виведення його програмначастина містить ряд переналаштовує параметрів, які змінюються самоїпрограмою в процесі її роботи в залежності від поточного завдання. Параметриналаштувати методи виводу винесені в найпростішу за своєю структурою базузнань. База знань розбита на два елементи, що зберігаються в окремих файлах.
Інформація в цих файлах зберігатися у форматі таблиць Dbase, що значнополегшує її редагування та доповнення при необхідності. Процес роботиблоку отримання послідовності дій з базою знань наступний:

1) Після аналізу завдання, виданого користувачеві, система вибирає з

бази графічних примітивів необхідні елементи, що розглядає

мі системою далі як факти.

2) Проводиться перебір існуючих правил, що зберігаються в базі пра

вил (rights. dbf, if_m. dbf, proc. dbf, param. dbf). На кожному кроці система

намагається підставити в правило обрані на попередньому кроці фак

ти і в разі успіху виконує відповідну правилом процеду-ру.

3) Після знаходження послідовності елементарних геометричних

перетворень для поєднання примітиву з відповідним йому елементом системи координат система виконує перетворення, що описаний у завданні щодо відповідного елемента системи координат.

4) У послідовність геометричних перетворень додаються дії для повернення примітиву у вихідне положення.

На базі розробленого механізму виведення побудований блок забезпечення роботинавчального та контролюючого режимів розділу "Продукційні системи". Прироботі користувача в цих режимах разом з виводом на екранпослідовності геометричних перетворень, виводяться виконаніправила, які наочно показують процес формування необхідноїпослідовності дій. Використання механізму виведення дляпродукційних систем полягає в тому, що на його основі здійснюється вибіркаі взаємна орієнтація необхідних в кожен конкретний момент елементарнихгеометричних перетворень.

Для забезпечення роботи СДО у передбачених режимах був розроблений блоквидачі завдань, кого навчають. При цьому завдання, що видаються у роздiлi
"Геометричні перетворення" не відрізняються від завдань, які видаються врозділі "Продукційні системи". Завдання кого навчають генеруються системоювипадковим чином, що в сукупності з перегенерації способи завданняопорних елементів практично виключає повтори системи при повторнійроботи в колишньому режимі одного і того ж користувача. Крім того, в блоцівидачі завдання всі можливі варіанти завдань розподілені за рівнямискладності. Так як більшість режимів СДО будується на виконанні самепрактичних завдань, через цей блок стало можливим встановлюватирівні складності для роботи з конкретним учнем за його бажанням.

Завдання розподілено за рівнями складності виходячи з складності побудовиалгоритму одержання необхідного перетворення (см додаток 6)

При роботі якого навчають у контролюючому режимі його завданням євиконання видаються системою завдань, тобто формування необхідноїпослідовності перетворень. Для забезпечення контролю дійнавчається, коригування його роботи, прищеплення практичних навичок іперевірки виконання завдання для самостійної роботи був розробленийконтролюючий блок. У його завдання входить контроль правильностірезультуючого перетворення.

Первісна версія реалізації механізму виведення з усімазабезпечують функціями займала близько 3000 рядків вихідного тексту,однак у наступних версіях її розмір скорочений до 1000 рядків. З урахуваннямпідключення до механізму виведення інших блоків (про що йшлося вище) розмірреалізації склав 1400 рядків вихідного тексту. Відзначимо, що розмір тількиоднієї алгоритмічної реалізації блоку отримання будь-якій послідовностіперетворень з урахуванням різноманіття вхідних даних склав би близько
7000 рядків вихідного тексту без урахування розмірів всіх інших необхіднихблоків. При цьому реалізація допоміжних блоків (видачі завдання,контролю і т. д.) на базі створеного блоку отримання відносин вженеможлива, що ще більш збільшує сумарний обсяг програми. Так якрозроблена система є системою дистанційної освіти, тозв'язок, якого навчають і викладача забезпечується через лінії комунікації
(наприклад телефонна мережа). При цьому розмір переданих даних єдосить суттєвим моментом. Концепція побудови розглянутої СДО
"Геометричні перетворення/Продукційні системи" в цілому спрямованасаме на мінімізацію розміру передаються по комунікаційних каналахданих.

3. 3. Розробка програмної та експлуатаційної документації

Розроблений програмний продукт супроводжується наступними документами
(із зазначенням номера додатка):
1) "Технічне завдання" Додаток 1
2) "Керівництво оператора" Додаток 2
3) "Опис застосування" Додаток 3
4) "Посібник програміста" Додаток 4
5) "Програма і методика випробувань" Додаток 5

4 ОРГАНІЗАЦІЙНО-ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

4. 1. Розрахунок собівартості програми
Собівартість програми розраховується за формулою:

(ПНР х Зпр)
СПП = Зпр + Ме + -------------- + Сотл

100%

де Зпр - заробітна плата програмістів, руб;
Ме - вартість матеріалів на експлуатаційні потреби, руб;
ПНР - відсоток накладних витрат,%; Сотл - витрати з налагодження програми, руб .

Заробітна плата програмістів визначається за такою формулою:

Зпр = tpi х Зосн х (1 + Адоп) х (1 + АСН)

де tpi -- трудомісткість робіт i-го розробника, чол-міс: Зосн - основна заробітна плата i-го розробника, руб/мес;
Адоп - коефіцієнт додаткових виплат розробникам; АСН - коефіцієнт що враховує відрахування на соціальні потреби. n - число розробників програмного продукту, чол.

Трудомісткість розробки програмного продукту:

1. 2 tp. п. = 2. 8 х (Nтік)де Nтік - число тисяч вихідних команд. Nтік = 4. 5;

1. 2 tрп = 2. 8 х (4. 5) = 17. 02 чол. -міс.

Тривалість розробки програмного виробу:

0. 32 0. 32
Т = 2. 5хtрп = 2. 5x17. 02 = 6. 19 місяців.

n = tрп-- кількість розробників

n = 17.02/6.19 = 3 особи, в тому числі 2 інженера-програміста і 1керівник розробки.

Заробітна плата програмістів:

Зінж = 150 руб. Зрук = 400 руб.

Трудомісткість робіт кожного розробника:

tp інж = 17. 02 х 0. 35 = 5. 957 tp рук = 17. 02x0. 3 = 5. 100

Адоп = 0. 25 АСН = 0. 39

Зпр = 2 г (5. 957 х 150 х (1 +0. 25) х (1 +0. 39)) + + 5. 10 х 400 х (1 +0.
25) х (1 +0. 39) = 5524 руб.
Витрати з налагодження програми визначаються по форм Сотл = Тотл х СМЧ,де Тотл - трудомісткість налагодження;
СМЧ - вартість одного машина-години.

Трудомісткість налагодження: qхСх (1 + Р)

Тотл. =

5хК

де: q - кількість операторів;
С - рівень складності програми;
Р - число коректування;
К - коефіцієнт підготовки програміста; q = 4481 С = 0. 6 Р = 0. 05 К = 1. 2

3291 х 0. 6 х (1 +0. 05)

Тотл = = 471 годин.

5x1. 2

СМЧ = 12 руб.

Сотл = 12x471 = 5652 руб.

Таблиця 4. 1. 1 Вартість матеріалів

| Матеріал | Кількість в | Од. | Ціна | Сума |
| | О | зм. | | |
| Папір | 0. 5 | Пачка | 40 руб. | 20 |
| | | | | Руб. |
| Лента | 1 | Штука | 17руб. | 17 |
| принтера | | | | руб. |
| Дискета | 4 | Штука | 5 руб. | 20 |
| | | | | Руб. |

Разом: 57 руб.

Ме = 57 руб. ПНР = 50%

50 х 5524

СПП = 5524 + 57 + + 5652 = 13995 руб.

100

4. 2. Розрахунок ціни програми

Ціна програмного продукту визначається за формулою:

ЦПП = СПП х (1 + Ррен.), Де Ррен - рівень рентабельності

Ррен = 0 . 3

ЦПП = 13995 х (1 +0. 3) = 18194 руб. Продажна ціна програмного продукту визначається за формулою:

ЦПП + К х КСТ

Ціна = х (1 + ПДВ)

де ПДВ - податок на додану вартість, 20%; К - кількість копій, шт.; Кcт - вартість носія інформації, руб.;

К = 30 копій Кcт = 5 руб.

Ціна = ((18194 + 30 х 5)/30) х 1. 2 = 733 руб.

4. 3. Визначення якісних параметрів програми

В експертизі системи дистанційної освіти "Комп'ютерна графіка і
Семантичні мережі "в якості експертів приймає участь-вали головний спеціаліствідділу ІТТ Міністерства праці і соціального розвитку Шестак Л. І.,керівник відділу АСУ АТ "САП-КОН" Міньков Л. М., головний спеціаліствідділу АСУ АТ "САПКОН" Сахаров С. С.

В якості аналога була обрана навчальна програма "Статика і

Динаміка", розроблена студентами СГТУ кафедра ПВС в 1995 р.

Визначимо рівень компетентності кожного експерта за формулою:

До АI + К осi

До ki =,

До аmах + К Остах

де Кki - коефіцієнт компетентності i-го експерта; Каi - коефіцієнт аргументації;Косi - коефіцієнт обізнаності; Кmах - максимальні значення Каi і Косi, рівні 1.
Для визначення коефіцієнта аргументації використовуються значення, наведені в таблицях 4. 2. 1 і 4. 2. 2:

Таблиця 4. 3. 1 Коефіцієнти аргументації

| Істочна | висока | середня | низька |
| к | | | |
| аргумен | | | |
| та-| | | |
| ції | | | |
| 1. | 0. 3 | 0. 2 | 0. 1 |
| Прове-| | | |
| денние | | | |
| теоретичного | | | |
| чо-| | | |
| ські | | | |
| дослі-| | | |
| нання | | | |
|. | | | |
| 2. | 0. 5 | 0. 4 | 0. 2 |
| Особистий | | | |
| досвід | | | |
| робо-| | | |
| ти. | | | |
| 3. | 0. 05 | 0. 05 | 0. 05 |
| Узагальнюва-| | | |
| щенний | | | |
| аналіз | | | |
| оте-| | | |
| честве | | | |
| них | | | |
| аналого | | | |
| у | | | |
| 4. | 0. 05 | 0. 05 | 0. 05 |
| Узагальнюва-| | | |
| щення | | | |
| ана-| | | |
| ліз | | | |
| Зару-| | | |
| бажаних | | | |
| аналого | | | |
| в. | | | |
| 5. | 0. 05 | 0. 05 | 0. 05 |
| Приватне | | | |
| знакомс | | | |
| тво | | | |
| з | | | |
| перебував | | | |
| і-| | | |
| ем | | | |
| справ | | | |
| за | | | |
| кордоном | | | |
| 6. | 0. 05 | 0. 05 | 0. 05 |
| Інти-| | | |
| ція | | | |

Таблиця 4. 3. 2 Ступінь впливу джерела

| Експерт | ступінь впливу джерела |
| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 1. | Виc | Виc. | Середовищ | Пересічна | середовищ | Ви |
| ШестакЛ. |. | |. |. |. | c |
| І. | | | | | | |
| 2. Міньков | Виc | Виc. | Виc. | Пересічна | низ. | Ср |
| Л. Н. |. | | |. | | Од |
| 3. | виc | середовищ | середовищ | середовищ | низ. | ср |
| Сахарова. |. |. |. |. | | Од |
| С. | | | | | | |

В результаті отримуємо коефіцієнти аргументації для кожного експерта:

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;

Коефіцієнт обізнаності встановлюється на розсуд самих експертів:

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

Таким чином коефіцієнти компетентності:

КК1 = (1 +0. 9)/2 = 0. 950; Кк2 = (1 + 0. 75)/2 = 0. 875; Кк3 = (0. 9 +
0. 80)/2 = 0. 850;

З дерева якості розробленого програмного продукту були обрані, на загальну думку, 12 найбільш важливих характеристик:

1. Можливість адаптації користувача в ПЗ;
2. Привабливість інтерфейсу;
3. Зручність роботи з програмою;
4. Можливість роботи в многопользовательском режимі;
5. Правильність функціонування;
6. Гнучка система підказок;
7. Багатофункціональність системи;
8. Компактність програми;
+9. Надійність системи, захист від збоїв;

10. Можливість настройки ПЗ на користувача;
11. Ефективність контролю процесу навчання;
12. Модифікація викликаються завдань;

Виходячи з таблиці 4. 3. 3

Таблиця 4. 3. 3 Оцінка впливу характеристик

| | Щестак | Міньков | Цукор |
| | | | Ів |
| 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 |

Визначимо загальну узгоджену оцінку кожній характеристики по формулі: "/ p>

Квi = 1/n х (mij х Ккi)

де n - кількість експертів; ту - оцінка 1-им експертом i-ї характеристики; Ккi - коефіцієнт компетентності 1-го експерта; Квi - узагальнена оцінка експертів з j-ої характеристиці.