АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004

А.С. Дубовский, О.П. Берегейко АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

В статье рассматривается проблема автоматизации процессов в университетах на примере распределения нагрузки между преподавателями кафедр, а также способ её решения.

Ключевые слова: автоматизация, нагрузка, преподаватель, таблицы, программное обеспечение.

В современном мире все большую роль в жизни общества начинают играть процессы автоматизация в различных областях и сферах. Если посмотреть историю развития той же промышленности за последнее столетие, то можно увидеть, что роль человека во многих областях деятельности постепенно уменьшается. И на замену приходит автоматизация. Будь-то внедрение конвейера в производство, или же использование программы вместо человека для различных расчётов - всё это ускоряет процесс и делает его более выгодным с точки зрения затрат. Потому что вычислительная мощность современных компьютеров сильно превышает возможности человека. Да и обслуживание тех же программных продуктов намного дешевле обходится, чем держать штат людей. Этими факторами и обусловлено развитие программирования в последние десятилетия. Для понимания масштаба достаточно просто посмотреть вокруг и увидеть, что работа с компьютерами стала неотъемлемой частью жизни.

Но несмотря на такие обильные процессы автоматизации, во многих областях до сих пор преобладает человеческий труд. Автоматизация технологического процесса - совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений [1]. Одна из таких сфер - работа с документами. Бумажная волокита отнимает порой слишком много времени. Так как требует внимательности и усидчивости. А малейшие ошибки приводят к большим последствиям и порой возвращению к начальному этапу заполнения бумаг. По этой причине в наше время автоматизирование бизнес процессов играет всё большую и большую роль.

Проблема распределения нагрузки на преподавателей кафедры очень актуальна. Чтобы понять в чём суть проблемы можно разобрать простой пример. В качестве примера возьмём Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники. В состав университета входит около 37 кафедр со своими преподавательскими составами. Которые обслуживают более 10 факультетов, который вместе включают более 60 специальностей. На которых обучается более 10 тысяч студентов. И ведь для каждой кафедры нужно составить расписание занятий преподавателей, при этом учитывая такие факторы как максимальное количество часов нагрузки, учёные звания, предпочтения. А учитывая то, что подобная работа в большинстве случае делается вручную, то на этой уходит много сил и времени.

Давайте посмотрим, что данная работа в себя включает. Первым делом, преподаватель отвечающий за распределение нагрузки, должен изучить и обработать информацию с таблиц Excel, содержащие предметы, количество часов на различные занятие. На рисунке 1 показана малая часть таблицы дневной формы обучения в качестве образца. Все эти данные нужно выписать и распределить между преподавателями. При этом в голове нужно держать много разных факторов, таких как максимальное число часов нагрузки и следить, чтобы оно не превышало норму. С первого взгляда может показаться, что рутинной работы не так и много. Но не стоит забывать, что это только для одной кафедры. А таких кафедр около 37. Но на этом сложности не заканчиваются. Так как кроме дневной формы обучения, есть ещё и заочная. А также магистратура. И в итоге выходит около 3 -4 таблиц. При этом по структуре они не идентичны. На таблице, которая изображена на рисунке 2 видно, что имеются различия. Это разные колонки, их количество, порядок. И алгоритм действий уже будет другим из-за отличий в структуре таблиц.

© Дубовский А.С., Берегейко О.П., 2016.

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2016. № 12-4(63)

№ Дисциплина Сегле стр Курс N5 групп Число сгуд. Ли Лб Пз кп KP TP PR СУРС Коне ульт. теку Коне ульт экз. Зачё т Экз Дигтл пр. и гэк Ирак тики УП.П Всего

1 Математика 1 (Математический анализ) 1 1 353501- 147 52 0 340 0 0 0 0 0 13 10 0 59 0 0 474

353505

2 Математика 2 (Геаметрия и алгебра) 1 1 353501- 147 34 0 170 0 0 0 0 0 9 10 0 59 0 0 2В2

353505

3 Основы алгоритмизации и программирования 1 1 353501- 147 34 255 0 0 0 0 0 0 9 10 0 59 0 0 367

353505

4 Высшая математика. Математический анализ 3 2 253501- 131 63 120 170 0 0 39 0 0 И 10 0 52 0 0 476

253505

5 Дискретная математика и математическая логика 3 2 253501- 131 34 120 90 0 0 0 0 0 9 0 46 0 0 0 299

253505

б Инструменты и средства программирования 3 2 253501- 131 34 255 0 0 0 0 0 0 9 10 0 52 0 0 360

253505

7 Программирование (+КР) 3 2 253501- 131 34 255 0 0 197 0 0 0 9 10 0 52 0 0 557

253505

В Архитектура вычислительных систем 5 3 153501- 93 34 137 0 0 0 0 0 0 7 В 0 39 0 0 275

153504

9 Избранные главы информатики 5 3 153501- 98 34 137 0 0 0 0 0 0 7 В 0 39 0 0 275

153504

10 Операционные системы и среды 5 3 153501- 98 63 236 0 0 0 0 0 0 14 В 0 39 0 0 415

153504

11 Проектирование п рогра ммного обесп еч ен ия 5 3 153501- 98 34 137 0 0 0 0 0 0 7 0 34 0 0 0 262

153504

12 Системное программирование 5 3 153501- 98 34 137 0 0 0 0 0 0 7 В 0 39 0 0 275

153504

13 Теория вероятностей и математическая статистика 5 3 153501- 98 34 0 136 0 0 29 0 0 7 В 0 39 0 0 253

153504

14 Интернет технологии и распределенная обработка данных 7 4 052001- 73 43 192 0 0 0 0 0 0 7 6 0 29 0 0 2В2

052003

15 Методы оптимизации 7 4 052001- 73 32 0 £6 0 0 0 0 0 5 6 0 29 0 0 16В

052003

16 Методы трансляции 7 4 052001- 73 32 123 0 0 0 0 0 0 5 6 0 29 0 0 200

052003

Рис. 1. Образец таблицы с нагрузкой по предметам

втои цисте

№ гг Форт обучения, специальность, нэпктыюваниь дисциплина, вид и.: .»и-:: гвбопл 5 1 е- Z 1 1 И 1 3 2 s ä 1 М л | 2 ! I л J S ш 1 1 S - 1 1 | IL 11 11 5 % 1 1 1 1 2 > ё 1 S : I | 1 3 .¡Ц. S. | ¡II I и ш III г 1 1 z ц II- 5 5 ; 2 г = " S ^ i. ■ i i Ii 1" i 0

Вступ ител ьн ы е экзам ен ы (комиссия 3 чел.) ее 6 143.50 154.5

ОСЕННИИ СЕМЕСТР

Очное обучение

Специальность 1-40 51 01 Информатика и технологии разработки программного обеспечения

Современные средства проектирования программ нога обеспечения I 33 12 2 50 122 13 2 11.6 13.2 13.2 72.3

Сетевы е техн ол оги и обработки данных 1 33 12 4 24 90 0.6 13 13.2 9.9 34.7

Менеджменги маркетинг производства программных продуктов 1 33 10 4 18 86 об 13 2 99 73 7

Научное руководство магистрантами 1 33 4SE 49E

Итого по 1-40 31 01 34.0 10.0 0.0 72.0 293.0 1.5 2.0 66.0 11.6 39.6 19.8 13.2 0.0 0.0 0.0 0.0 495.0 0.0 730.7

Итого по заочному о&учению (на&оо 2014 46.0 13.0 0.0 76.0 470.0 2.7 4.0 66.0 23.1 51.6 24.3 13.2 0.0 0.0 0.0 0.0 720.0 0.0 1009.9

Итого по заочному обучению 46 13 0 76 470 2.7 4 66 23.1 51.6 24 13.2 0 0 0 0 1442 471.5 2203.4

Итого за осенний в 148.5 114 54 0 103 594 4.5 4 66 23.1 51.6 24 13.2 0 0 0 0 1577 471.5 2571

Рис. 2. Образец таблицы с нагрузкой для магистрантов

После того, как будут расставлены все часы предметов для преподавателей, все эти данные нужно будет вывести в качестве отчёта в формате doc файла в виде таблицы, где уже будет проставленная вся информация по дисциплинам, включая номера аудиторий, где буду проводиться занятия.

Отсюда можно сделать вывод, что даже в рамках 1 кафедры это не такой быстрый и простой процесс. У преподавателя может уходить около недели. А если посмотреть в рамках университета, то выльется не в 1 месяц потраченного времени.

Программное обеспечение должно выполнять 4 основные функции. Первичной задачей является обработка Excel файла и правильное его считывание.

Microsoft Office Excel - программа для работы с электронными таблицами [2]. Так как таблицы с нагрузкой в Excel для разных форм обучения различаются, то логика обработчика должна эта предусматривать и формировать на выходе готовые объекты, которые понимает слой интерфейса, а также записать в базу данных. Для этих целей были введены некоторые стандарты для таблиц. Чтобы функционал мог понять, что ему следует обработать на тот случай. Если нужна не вся таблица. Это символы начала и конца таблицы.

Введённые данные являются сырыми и записываются в базу данных. Они не подходят для вывода на интерфейс. Для этой цели имеется методы для приведения данных к стандарту, который понимает интерфейс. Тем самым обеспечивается коммуникация между начальными данными и их выводом.

Второй задачей является разбиение выходных данных на различные сущности. Данные, которые относятся к преподавателям и необходимы для введения статистики и функционирования программы:

-названия дисциплин, которые могут ввести преподаватели. Необходимо для корректной распределения нагрузки;

-личная и справочная информация о преподавателях. Необходимо для получения более подробной информации при необходимости;

-дополнительная информация и предпочтениями преподавателей для более точного распределения нагрузки.

Вся информация о преподавателях влияет на распределение нагрузки. Разная информация по-разному влияет на процесс распределения, так как может иметь разную степень значимости. Это всё учитывается в соответствующей логике.

Третьей и одной из основных задач является процесс распределения нагрузки. Тут опираясь на считанные данные, а также действия и изменения пользователя через интерфейс правильно распределить нагрузку:

-каждый преподаватель имеем максимум нагрузки, который нельзя превышать; -преподаватель должен вести только те предметы, которые входят в его компетенцию; -все преподаватели должны быть задействованы в зависимости от их ставки и личных предпочтений;

-итоговую информацию преобразовать в соответствующий вид для хранения в базе данных; - представление в информации для генерации итоговых отчётов.

Четвёртой задачей является формирование выходных отчётов, которые содержат информацию о распределённой нагрузке. Отчёты из себя представляют Microsoft Word файлы с расширением doc. Данные файлы имеют определённую структуру так же в виде таблиц. И данные файлы нужно генерировать и заполнять автоматически. Для этой цели введены специальные классы в слой логики с необходимым функционалом. Данные таблицы имеются следующие колонки:

-дисциплина. Описывает название предмета, который будет ввести преподаватель. -курс. Номер курса студентов, у которых будет преподаваться данная дисциплина; -группы. Номера групп студентов, у которых будет преподаваться данный предмет; -количество подгрупп;

-количество часов на лекции, которые отведены по данной дисциплине; -количество часов лабораторных, которые отведены по данной дисциплине; -количество часов практических занятий, которые отведены на данной дисциплине; -номер аудитории, где будут проводиться занятия. -вместимость аудитории;

-преподаватели, которые будут вести лекции, лабораторные занятия, а также практически занятия.

Библиографический список

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Автоматизация_технологических_процессов (дата обращения: 27.11.2016)

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Excel (дата обращения: 27.11.2016)

ДУБОВСКИЙ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ - магистрант, кафедра Информатики, Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Республика Беларусь.

БЕРЕГЕЙКО ОЛЕГ ПЕТРОВИЧ - магистрант, кафедра Информатики, Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Республика Беларусь.