CC BY
68
зование матриц прослеживаемости «цель-результаты» освоения ОП и «результа-ты-дидактические единицы» ОП. В качестве основы для валидации ОП предложен критерий приемлемости (ценности) целей подготовки, для достижения которых реализуется ОП. Для верификации ОП использована таксономия Блума. С учетом рекомендаций Эталонного учебного плана по системной инженерии и Руководства к своду знаний по системной инженерии [6, 7] описана совокупность требований к ОП по СИ, пригодная для использования в качестве основы при разработке вузами собственных ОП подготовки магистров по инженерным направлениям.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Hitchins D.K. Systems Engineering. A 21st Century Systems Methodology. - Wiley, 2007. - 504 p.
2. Ramo S., St.Clair R.K. The Systems Approach. Fresh Solutions to Complex Problems through Combining Science and Practical Common Sense. - KNI Incorporated, Anaheim, California, 1998. - 168 p.
3. Kossiakoff A. etal. Systems Engineering. Principles and Practice. - Wiley, 2011. - 559 p.
4. Батоврин В.К. Управление жизненным циклом электронных образовательных ресурсов на основе оценки ценности // Труды XVIII Всероссийской научно-методической конференции “Телематика’2011”. - СПб.: ИТМО, 2011. - Т. 1 - С. 100-101.
5. Батоврин В.К. Современные тенденции в организации профессиональной подготовки инженерных кадров // Федерализм. - 2013. - № 3 (71). - С. 51-66.
6. Graduate Reference Curriculum for Systems Engineering - GRCSE (version 1.0). - December 2012. Режим доступа: http://www.bkcase.org.
7. Systems Engineering Body of Knowledge - SEBoK (v.1.10). - April 2013. Режим доступа: http://www.bkcase.org.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. В.М. Глумов.
Батоврин Виктор Константинович - Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (МГТУ МИРЭА); e-mail: batovrin@mirea.ru; 119454, г. Москва, Проспект Вернадского, 78; тел.: 84954349445; кафедра информационных систем; зав. кафедрой
Batovrin Victor Konstantinovich - Moscow State Technical University for Radioengineering, Electronics and Automation (MSTU MIREA); e-mail: batovrin@mirea.ru; 78, Prospect Vernads-kogo, Moscow, 119454, Russia; phone: +74954349445; the department of information systems; head of department
УДК 004.42
Е.Р. Мунтян, М.Ю. Поленов, А.И. Костюк
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПРОГРАММНАЯ СРЕДА ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
Приведено описание программной среды используемой при формировании управленческих решений в вузах. Данное программное обеспечение разработано на кафедре вычислительной техники Инженерно-технологической академии Южного федерального университета (ЮФУ). Исходными данными для созданного программного продукта являются список профессорско-преподавательского состава и таблица, содержащая сведения об учебной нагрузке отдельной кафедры. Разработанная среда позволяет автоматизировать генерацию индивидуальной учебной нагрузки, представленной в XML-формате, которая может быть далее преобразована в файл excel-формата. Синтезированный алгоритм расчета учебной нагрузки преподавателей кафедры учитывает все виды учебной нагрузки, используемые в ЮФУ в настоящее время, однако содержание таблиц базы данных может
быть легко изменено или дополнено в соответствии с требованиями конкретной кафедры и вуза. Среда является недорогим и функциональным программным продуктом, обладает удобным интерфейсом, снабжена подробной инструкцией пользователя и предназначена для использования в различных структурных подразделениях вузов.
Индивидуальная учебная нагрузка; программная среда; автоматизация.
E.R. Muntyan, M.Yu. Polenov, A.I. Kostyuk
THE AUTOMATED SOFTWARE ENVIRONMENT OF MANAGEMENT
DECISIONS SUPPORT
In paper is considered the description of the program environment used at management decision in higher education institutions. The given software is developed at the Department of Computer Engineering of Engineering-Technological Academy of the Southern Federal University (SFedU). The source data for created software are the department’s faculty list and appropriate academic load. The developed environment allows to automate generation of the individual academic load, presented in XML-format, which can be transformed further to an excel-format file. The synthesized algorithm of academic staff load calculation includes all types of load used in SFedU now; however a content of database tables could be changed or supplemented easily according to requirements of department or university. The environment is inexpensive and functional package with friendly user interface and detailed manual, which intended for usage in different departments of higher education institutions.
Individual academic load; software environment; automation.
Введение. Растущая потребность в инструментальной поддержке оперативного принятия управленческих решений в различных областях приводит к необходимости разработки и внедрения программных информационных систем [1, 2].
Не является исключением и область эффективной организации управления в современных вузах. В настоящее время информационная система «Планы» [3] является одним из широко распространённых инструментальных средств, используемых вузами России при планировании и организации управления учебным процессом. Об этом свидетельствует тот факт, что она применяется в более чем трёхстах вузах России [4].
Система «Планы» предназначена для ввода рабочих учебных планов специальностей и направлений подготовки, приказов о закреплении дисциплин и позволяет выполнить формирование и распределение нагрузки для кафедр и факультетов, а также другие функции [5, 6]. Данная система решает комплекс задач, связанных с организацией учебного процесса для различных уровней образования (бакалавров, магистров, специалистов и аспирантов) и форм обучения.
Однако при решении частных задач, например, формировании нагрузки для отдельной кафедры нет необходимости приобретения и освоения полного программного пакета типа системы «Планы». Это указывает на целесообразность создания и использования недорогих автоматизированных средств формирования планов и расчета индивидуальной учебной нагрузки [7, 8] профессорско-преподавательского состава (ППС) в пределах отдельных структурных подразделений, а также создания соответствующих баз данных и программных модулей.
В качестве такого средства на кафедре вычислительной техники (ВТ) Южного федерального университета была разработана и прошла апробацию программная среда «Учебная нагрузка ППС кафедры», позволяющая формировать индивидуальную нагрузку преподавателей структурного подразделения. Данное программное обеспечение не предназначено для распределения учебной нагрузки преподавателей всего вуза, а призвано облегчить труд учебно-методического персонала кафедр.
Организация инструментальных средств. Исходными данными для данного программного продукта являются список профессорско-преподавательского состава кафедры и таблица - «Расчет нагрузки для кафедры». Такие таблицы ежегодно обновляются и поступают на кафедру из других подразделений вуза в электронном виде, которые затем сверяются и вручную вносятся в базу данных. Фактически эта таблица состоит из нескольких таблиц, предназначенных для расчета учебной нагрузки дневной и заочной форм обучения в осеннем и весеннем семестрах. Пример фрагмента такой таблицы приведен на рис. 1.
Расчет нагрузки для кафедры : Вычислительной Техники
Очная форма обучения, Осенний семестр
Время последнего пересчета: 13.09.20L
Шифр спец. Название дисциплины С е м Не Д К УР с С т УДе и Поток Лекции (б часах) Пракг. работы (в часах) Лаб. работы (в часах) Инд ив. работы (в часах) к он с Э КЗ За ч Курс пр Курс раб. Рец. КОНТ. раб. Ре й т. Общее кол-во часов
230100.62.01 Информатика 1 18 1 37 А-32А-42 2 36 1 36 1 72 0 0 0 0 0 0 0 0 53 198
230100.62.01 Программиров ание 1 18 1 37 А-32А-42 2 36 1 36 1 72 0 0 0 0 0 0 0 0 53 198
230100.62.01 Дискретная математика 1 18 1 37 А-32А-42 2 36 2 72 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 53 144
230100.62.01 Операционные системы 3 18 2 37 А-41А-31 2 36 0 0 2 144 1 0 4 13 0 0 0 0 0 216
230100.62.01 Информационные технологии 3 18 2 37 А-41А-31 2 36 0 0 2 144 1 0 4 13 0 0 0 0 0 252
Рис. 1. Фрагмент таблицы «Расчет нагрузки для кафедры»
Методика распределения индивидуальной учебной нагрузки в среде «Учебная нагрузка ППС кафедры». Распределение индивидуальной учебной нагрузки преподавателей выполняется по следующей методике (семь основных этапов):
1. Подготовка списков преподавателей, дисциплин, шифров направлений и специальностей.
2. Редактирование потоков учебных групп.
На рис. 2 представлен вид электронной формы для назначения потоков учебных групп.
Рис. 2. Редактирование учебных потоков
1. Назначение преподавателей для перечня дисциплин учебных планов подготовки.
2. Пример назначения ППС для дисциплины показан на рис. 3.
3. Распределение учебной нагрузки по дисциплинам между преподавателям кафедры.
После выполнения третьего этапа и формирования списка соответствия дисциплин и преподавателей кафедры можно приступать непосредственно к распределению и расчету индивидуальной нагрузки преподавателя кафедры. Разработать полностью автоматическую процедуру, которая бы решала такую задачу и в то же время была бы достаточно простой, не представляется возможным без привлечения дополнительной обработки.
Добавление дисциплины
Дисциплины
Организация ЭВМ и систем Прикладная информатика Проблемно-ориентированные ВС Программирование Программирование на ЯВУ Программное обеспечение для кв< Проектирование ВПВС на основе т Проектирование комп. сетей (мап* Проектирование компьютерных се Проектирование проблемно-ориен Сети и телекоммуникации Сети ЭВМ и ТК Системное программное обеспече Системы искусственного интеллеи Схемотехника
Схемотехника ЭВМ
Теория автоматов Теория цифровых автоматов Технологии программирования Технология наладки и обслуживан Технология программирования ЭВМ и вычислительные системы
Курс 3
□ 220201 □ 220301
т
Факультет
Очный
Принять
Отменить
Преподаватели О Выделить е
Шифры специальностей
РП Вакансия 1 [Н Вакансия 2 П Вакансия 3 П Вакансия-4
□ Гузик В.Ф.
ГН Гушанский С.М. [Н Золотовский В.Е. П Катаев Б.В.
[гП Кондратенко С.В.
□ КостюкА.И.
[711
П Поленов М.Ю.
П Приемко А.А.
[71 Пуховский В.Н. П Пьявченко А.О. П Цехоня В.И.
| | Чернухин Ю.В.
О Черный С.А.
[Н Шестаков А.В.
Рис. 3. Форма назначения ППС для дисциплины
Кроме того, как показывает практика, часто возникает ряд дополнительных условий, индивидуальных для каждого преподавателя, которые также необходимо учитывать при составлении индивидуальной учебной нагрузки.
Поэтому на четвертом этапе работа по распределению учебной нагрузки между преподавателями производится посредством автоматизированной процедуры с участием персонала.
Для этого используется форма, представленная на рис. 4, которая позволяет отобразить на экране всю нагрузку по дисциплине и значительно облегчить задачу по ее распределение.
1—|Д 1-^-1
Рис. 4. Фрагмент формы «Распределение нагрузки дисциплин для преподавателей»
5. Распределение прочей учебной нагрузки по преподавателям кафедры.
К прочей учебной нагрузке относятся часы, отводимые на руководство аспирантами и магистрантами, различными видами практик, выпускными квалификационными работами, работой в Государственной экзаменационной комиссии и другие. Электронная форма для распределения прочей учебной нагрузки приведена на рис. 5.
4— | Основная | Данные
ш Общая нагрузка Персональная нагрузка □ ^ Ы 1г^ й(, й ЦЦ @ Новая Открыть Сохранить Сохранить Печать с Печать Экспорт Обновить как просмотром в Ехсе1 таблицу ш Преподаватели (добавить/удалить)
Просмотр данных Общая нагрузка Дополнительная нагрузка
Заочный [Осенний] Заочный [Весенний] Вечерники [Осенний] Вечерники [Весенний] Магистры [Осенний] Магистры [Весенний]
Дополнительная
Ф.И.О. А-39,4 9 А-38,4 8 Очн. Заочн. Магистратура и аспирантура Всего часов нагрузки
Практика || і § і ^ I <П ГАК по защите БКР Руководство ВКР Практика 1, 1 1 І ^ Е 0 (П о. ьг ей ! с < Руководство ВКР Рецензирование ВКР Преддипломная практика
Очн. Заочн.
ст. часы СТ. часы ст. часы ст. часы ст. часы ст. часы ст. часы
Всего 51 192 10 84 11 204 48 288 8 222 37 752 20 405 57 228 74 528 96 3017
Распределено 51 192 10 84 11 204 48 283 8 222 37 740 20 400 57 228 74 516 826 3718
Авдеев В.А. 14 50 5 30 2 23 3 60 2 40 5 20 б 42 0 267
Беспалов Д.А. 1 17 5 30 2 40 3 60 б 24 7 49 0 220
Рис. 5. Форма для распределения прочей учебной нагрузки
6. Автоматическая генерация бланка индивидуальной учебной нагрузки преподавателя.
На данном этапе на каждого преподавателя заводится отдельный бланк его индивидуальной нагрузки. Этот бланк содержит строки и столбцы, аналогичные строкам и столбцам таблицы «Расчет нагрузки для кафедры», изображенной на рис. 1. При этом содержимое ячеек бланка индивидуальной нагрузки автоматически заполняется данными учебной нагрузки конкретного преподавателя. Пример индивидуальной нагрузки, сгенерированной для преподавателя, приведен на рис. 6.
Рис. 6. Пример бланка индивидуальной нагрузки ППС
7. Корректировка индивидуальной учебной нагрузки преподавателя.
По мере заполнения карточек индивидуальной нагрузки преподавателей суммарное количество часов (по всем дисциплинам и другим видам учебной нагрузки за оба семестра для всех форм обучения) постоянно проверяется, поскольку оно не должно превышать установленные в вузе нормы. В программе предусмотрена возможность изменения данного параметра, поскольку количество часов зависит от нормативных документов, которые могут меняться каждый учебный год.
Рассмотрим основные принципы расчета индивидуальной учебной нагрузки в разработанной среде. Обычно учебная нагрузка k-го преподавателя (УН^6") за
учебный год не должна превышать 900 часов.
Количество часов индивидуальной учебной нагрузки преподавателей зависит от их должностей, званий и степени занятости при выполнении служебных обязанностей. Учебная нагрузка каждого преподавателя распределяется в соответствии с письменным распоряжением руководства структурного подразделения.
Общую учебную нагрузку кафедры УНК можно вычислить по формуле
Р
УНК=£ УНпреп , (1)
k=1
где k - индекс преподавателя; p - число преподавателей, работающих на кафедре; УНпреп - индивидуальная учебная нагрузка k-го преподавателя.
Индивидуальная учебная нагрузка k-го преподавателя вычисляется по формуле:
6 M N
унпреп = Г +х ПрУНп^еп, (2)
r=1 j=1 n=1
где j - индекс дисциплины; M - количество дисциплин и остальных видов учебных нагрузок; r - индекс режима, определяющего семестр (осенний, весенний) и
форму обучения (очная, заочная, вечерняя); УНпреп - учебная нагрузка преподава-
теля по j-дисциплине в r-семестре; n - индекс видов прочей учебной нагрузки; N -количество видов прочей учебной нагрузки; ПрУНпреп - прочая учебная нагрузка преподавателя.
С помощью расширяемого языка разметки XML [9, 10] были разработаны структуры базы данных, предназначенной для хранения и отображения на экране результатов расчета учебной нагрузки. Использование языка XML для реализации разработанных структур позволяет быстро сохранять, считывать, редактировать и печатать данные нагрузки. В программе «Учебная нагрузка ППС кафедры» используются две структуры. Первая структура содержит данные об общей нагрузке кафедры. Вторая структура содержит данные о персональной нагрузке преподавателей.
Однородные данные целесообразно объединять в группы, поэтому каждая структура содержит в себе несколько таблиц. Названия табличных полей отображают вид содержащихся в них данных. На рис. 7 представлены таблицы обеих структур, а также связи между ними.
Разработанная программная среда позволяет исключить возможность появления некоторых типичных ошибок благодаря удобству и наглядности при работе с программным продуктом. Электронная форма «Распределение нагрузки дисциплин для преподавателей» (см. рис. 4) демонстрирует доступность информации и существенно облегчает работу пользователя, что практически исключает возможность появления ошибок. Это достигается за счет визуального сравнения количества часов имеющейся и распределённой нагрузки.
Интерфейсное окно для распределения прочей учебной нагрузки (см. рис. 5) также позволяет легко проверить правильность распределения часов между преподавателями.
Рис. 7. Граф отношений между таблицами базы данных
Заключение. Следует отметить, что разработанная среда «Учебная нагрузка ППС кафедры» является недорогим и функциональным программным продуктом, обладает удобным интерфейсом и снабжена подробной инструкцией пользователя. Разработанный алгоритм расчета учебной нагрузки ППС кафедры учитывает все виды учебной нагрузки. Содержание таблиц базы данных может быть легко модифицировано в соответствии с требованиями конкретной кафедры и ВУЗа. Имеющееся ограничение неполной автоматизации не оказывает значимого влияния на качество и скорость распределения учебной нагрузки. Также представляется целесообразным продолжить работы по дальнейшей автоматизации формирования документов сопровождения и организации учебного процесса, которые являлись бы логическим продолжением данной программы, например материалов к расписанию и других.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Титоренко Г.А. Информационные системы и технологии управления: Учебник. - М.: Юнити-Дана, 2012. - 591 с.
2. Саак А.Э., Пахомов Е.В., Тюшняков В.Н. Информационные технологии управления: Учебник для вузов. - СПб.: Питер, 2012. - 320 с.
3. Программный комплекс «Планы». Сайт лаборатории математического моделирования и информационных систем (ММиИС). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: М1р://%'%гмг.тт18.га/Ое£аи11;.а8рх?1аЫ11= 158.
4. Коноваленко В.В. Электронный макет «Индивидуальный план работы преподавателя» в программном пакете «Р1апу». - Шахты: Изд-во «ЮРГУЭС», 2012. - 93 с.
5. Развернутое руководство по использованию программного комплекса «Планы». Сайт лаборатории математического моделирования и информационных систем (ММиИС). [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mmis.ru/ Рог1аЫ0/Р1апу.р<1£
6. Мальцев И.М., Михайлов К.А., Михайлова Н.А. Практические аспекты построения учебных планов на базе ФГОС // Интеграл. - 2011. - № 4. - С. 113.
7. Авраамова О.Д., Зуева С.Е., Наумова Т.А. и др. Автоматизированная информационная система «Учебный план». - М.: Изд-во МГУ, 2006. - 83 с.
8. Авраамова О.Д., Болотова И.Н. Владимиров А.М. и др. Автоматизированная информационная система «Педагогическая нагрузка». - М.: Изд-во МГУ, 2007. - 48 с.
9. Язык XML - Описание технологии. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.codenet.ru/webmast/xml/part2.php.
10. Старых В.А., Дунаев С.Б., Коровкин С.Д. Спецификация и форматы обмена данными в разнородных информационных системах на базе XML-технологий. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.citforum.ru/internet/xml/xmltech/.
Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н., профессор Н.И. Витиска.
Мунтян Евгения Ростиславна - Южный федеральный университет; е-mail: evgenia_muntyan@mail.ru; 347928, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44; тел.: 88634371550; кафедра вычислительной техники; старший преподаватель.
Поленов Максим Юрьевич - е-mail: polenov@tgn.sfedu.ru; тел.: 88634371550; кафедра вычислительной техники; к.т.н.; доцент.
Костюк Андрей Иванович - е-mail: a_kostyk@mail.ru; тел.: 88634371608; кафедра вычислительной техники; к.т.н., доцент.
Muntyan Evgenia Rostislavna - Southern Federal University; е-mail: evgenia_muntyan@mail.ru; 44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia; phone: +78634371550; the department of computer engineering; senior lecturer.
Polenov Maxim Yuryevich - е-mail: polenov@tgn.sfedu.ru; phone: +78634371550; the department of computer engineering; cand. of eng. sc.; associate professor.
Kostyuk Andrey Ivanovich - е-mail: a_kostyk@mail.ru; phone: +78634371608; the department of computer engineering; cand. of eng. sc.; associate professor.
УДК 004.382.2
Д.Н. Ильченко
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СТРУКТУРЫ АВТОМАТОВ ПОИСКА ШАБЛОНОВ
С МАСКАМИ*
При реализации автомата поиска шаблонов с масками необходимо проводить оптимизацию его логической структуры для эффективной реализации в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). В некоторых случаях проведение оптимизации приводит к нарушению корректной работы устройства, что связано с ошибочными нахождениями шаблонов во входных данных, а также с пропусками шаблонов в связи с использованием масок. Необходимы дополнительные преобразования структуры цифровых автоматов поиска и правила, обеспечивающие корректную работу с масками. Для решения поставленной задачи при объединении группы автоматов поиска в общий автомат с помощью минимизации эквивалентных состояний в структуру автомата вводятся состояния инициализации шаблонов и устройство управления инициализацией. Это позволяет однозначно определять, поиск какого шаблона осуществляется в данный момент, и формировать корректные переходы из общих состояний в состояния, соответствующие конкретному шаблону. Для обеспечения работоспособности автомата при использовании масок в
*
Исследования выполнены при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ.
