CC BY
19
УДК 004.65
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА СОПРОВОЖДЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ВОСПИТАНИЮ ЗВУКОВОЙ КУЛЬТУРЫ РЕЧИ НА ОСНОВЕ МАТРИЧНОЙ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ОБЪЕКТНО-РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ
Микляев Иван Александрович, к.ф.-м.н., филиал Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова в г.Северодвинске Институт судостроения и морской
арктической техники (Севмашвтуз), Россия, Северодвинск, i [email protected]. Ларченко Дмитрий Андреевич, студент, филиал Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова в г.Северодвинске Институт судостроения и морской арктической техники (Севмашвтуз), Россия, Северодвинск, [email protected] Илюхина Елена Ильинична, студентка, филиал Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова в г.Северодвинске Институт судостроения и морской арктической техники (Севмашвтуз), Россия, Северодвинск, [email protected]
Развитие человека состоит, в первую очередь, в полноценном получения и понимании информации из окружающей среды.
Общение между двумя субъектами состоит из следующих стадий рис. 1:
1. воспроизведение информации первым субъектом;
2. передача в разделяющей среде;
3. восприятие вторым субъектом;
4. обработка информации вторым субъектом;
5. воспроизведение информации вторым субъектом;
6. передача в разделяющей среде;
7. восприятие первым субъектом;
8. обработка информации первым субъектом; Далее процесс зацикливается.
4.0 бр аб отка инфор нации 5 .Воспроизведение информации Рис. 1 - Передача и принятие информации между субъектами
Нужно отметить, что на каждой стадии информация обязательно искажается.
Как видно первостепенную роль имеет воспроизведение информации.
Речь является одним из способов передачи информации, особенно при её усложнении, что обязательно сопутствует в развитии человека.
Поэтому важным этапом в развитие ребенка является предупреждение, выявление и устранение нарушений речи.
В норме, к 5 годам у ребенка должно сформироваться правильное произношение звуков. Но к этому моменту 50% детей все еще имеют проблемы в произношение, а 15-20% идут с этими проблемами в школу [1].
Занятия со специалистом по развитию речи должны быть индивидуальны. Логопед должен учитывать то, как ребенок воспринимает и обрабатывает информацию, следовательно, должен учитывать его характеристики. Так же, следует обращать внимание на состояние здоровья ребенка, его способности, возрастную категорию и другие параметры.
Параллельно специалисту должны бытьзадействованы воспитатели и родителей с предоставлением необходимой информации для каждого из них персонально.
Таким образом, такого рода задачи требуют создания соответствующего информационного пространства - синергетического. Описываемые базами данных (БД) предметные области и бизнес-процессы, как и все живые системы, обладают свойствами жизнестойкости, функциональности и адаптивности. Их информационное поле многомерно, многогранно и постоянно изменяется. Объекты, составляющие предметную область, могут обладать собственными характеристиками или же синергетическими - возникающими после взаимодействия с другими объектами - реальными или абстрактными. Например, собственная характеристика человека - его рост, его вес -характеристика, полученная при взаимодействии с реальным объектом - планетой Земля, его фамилия - характеристика, полученная при взаимодействии с абстрактным объектом - паспортным столом.
Информационный образ каждого объекта, занесённого в базу должен быть синергетическим - отражающим зависимость значений характеристик объекта от среды взаимодействия. В самом деле, значение роста зависит от того в чём его измерять - метрах, футах, аршинах, значение веса меняется от расстояния до Земли, а фамилия от того в каких обстоятельствах пребывает человек. Чаще всего меняют фамилию при регистрации брака -"Петрова" после замужества становиться "Ивановой", а при пересечении границы России -"Ivanova".
В идеале модель информационного поля объекта должна предельно приближаться реальному его содержанию. Для адекватного описания предметной области необходимо провести всесторонний анализ информации. И при столкновении с синергетическими характеристиками, имеющими сразу несколько значений, возникают естественные сложности их отображения в классических базах данных.
Стандартный реляционный подход к организации данных делает ставку на максимально эффективное манипулирование данными, для этого применяет дезинтеграцию данных до их полной однородности. А поскольку реальные бизнес-среды практически никогда не обладают однородностью, это приводит к чрезмерному абстрагированию от предметной области [2], и разрастанию таблиц и количества связей в геометрической прогрессии [3].
Напротив, стандартный объектно-ориентированный подход к организации данных предполагает каждый объект реального мира описывать индивидуально, всей совокупностью его параметров, что является более естественным для сложных систем. Безусловно, это позволяет адекватно отобразить структуру и состав предметной области, многообразие синергитических характеристик и облегчает проектирование, однако чрезвычайно затрудняет навигацию по данным [2].
Организовать объектно-ориентированный подход в условиях реляционной базы данных можно с помощью выявления фрагментов баз данных, содержащих объекты с варьируемым числом параметров и вынесения самих объектов и параметров-атрибутов в отдельные справочники, что сделает информационную систему более функционально и устойчивой к изменениями бизнес-среды. Отношение объект - параметр объекта позволяет корректировать список параметров даже на поздних стадиях проектирования.
При разработке информационной системы сопровождения основной деятельности логопеда в дошкольном учреждении первая проблема состоит в отсутствии подробной передаваемой актуальной информации о динамике ребенка. Отсутствуют системы планирования и сопровождения деятельности специалистов по воспитанию звуковой культуры речи и дифференциации детей с учетом их индивидуальных особенностей. Недостаточно материально-технических средств и условий использования информационно-коммуникационных технологий. Еще одной проблемой является ограниченность возможностей общения специалистов с родителями [1].
Традиционные моделибаз данных подразумевают минимизацию изменений структуры базы данных и программного обеспечения за счет выполнения тщательного предварительного обследования. Однако по завершению этой работы стоимость модификаций резко возрастает. Как следствие, значительные трудности появляются при последующем изменении требований, а текучесть требований создает почти неразрешимые проблемы.
Решение задачи в системе для логопедов на основе МУОРБД [3] состоит в выявлении фрагментов баз данных, содержащих объекты с варьируемым числом параметров и вынесение этих объектов и параметров в отдельные справочники, что позволяет управлять изменениями, допуская их даже на поздних стадиях проектирования. Это частично является ответом на принципиальную нестабильность требований во многих проектах, а также обеспечивает лучшую поддержку динамично изменяющейся бизнес - среды[3].
Основными функциями специалиста по воспитанию звуковой культуры речи являются: занесение личных данных ребенка, определение и занесение данных о нарушениях речи, определение и занесение данных о программе коррекции нарушений, формирование плана работы и отчетов.
Каждый ребенок обладает определенным индивидуальным списком параметров.
На основе предметной области была спроектирована логическая модель базы данных.Единого стандарта для описания объектно-ориентрованных БД не существует, поэтому разработана собственная система отображения логической модели МУОРБД. Логическая модель информационной системы сопровождения деятельности по звуковой культуре речи на основе МУОРБДпредставлена на рис. 2.
Рис. 2 - Фрагмент логической модели базы данных на основе МУОРБД
В WEB-приложении при авторизации определяется тип посетителя: логопед, воспитатель или родитель. В зависимости от типа посетителя меняется страница личного кабинета. Есть возможность загрузки сведений о детях через локальное приложение (документов в формате Word).
В личном кабинете специалиста имеется список своих воспитанников, а также тех, кто подал заявку, но не определён к специалисту.
Система для логопедов на основе МУОРБД позволяет специалисту использовать любое количество параметров при описании ребёнка, с возможностью дублирования и добавления новых.
В ИС разработан механизм автоматической загрузки данных по ребенку из файла Word, где на текущий момент хранится информация о воспитанниках. Для запуска логопеду необходимо указать месторасположение документа Wordra компьютере.
В личной карточке ребенка хранятся данные о параметрах ребенка, пройденных занятиях, результатов и примечаний по ним. Имеется список планируемых занятий и доступ к материалам по ним.
Информационная структура карточки ребенка представлена на рис. 3.
Добавить единицу информации Зафиксировать элемент информации к k_egr_k_uegr
копировать
Группа Элемент грлипы Вывести На уровень выше
...... ,........
1 1 ФИО Иванов Иван Иванови1 I
2 Дата рождения 24.05.10
3 Адрес Южная 100-29
4 1 Дата зачисления в логопункт 25 .03.2015
[5][Tj{Сведения о родителях![Попова Александра Ивановна Попов Игорь Владимирович
6 1 Состояние слух т Норма
7 1 Состояние зрения Нарушение зрения
8 1 Состояние и строение артикуляционного аппарата Прикус открытый, тубы редкие, небо готическое
9 1 Артикуляционная моторика Норма
10 1 Характеристика звукопроизношения Заикание
1 1 Рекомендации Занятия в логопункте МАДОУ
Рис. 3 - Результат выгрузки данных из файла в базу данных
Рассматриваемая методика оказалась эффективной, достаточно простой в реализации, не уступающей в обработке информации сложных объектов перед реляционными системами представления данных. Проблемы объектно-ориентированных баз данных были решены [6].
Информационные системы на основе МУОРБД адаптируются к изменениям предметной области, без изменения структуры базы данных, обладают способностью всеохватности, при этом сохраняя индивидуальность экземпляров описанных объектов, что наиболее актуально для образовательных процессов с индивидуальным подходом к каждому ребёнку.
Реализация унифицированного подхода в информационной системе сопровождения деятельности по развитию речи ребёнка в дошкольных учреждениях ведётся в рамках международного научно-исследовательского проекта № 15-26-01005 «Структурно-содержательные и научно-методические основы использования информационных технологий в воспитании звуковой культуры речи у дошкольников», осуществляемого при поддержке Российского гуманитарного научного фонда (РГНФ) и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (БРФФИ).
Литература
1. Гурьева С.С., Потапенко С.М. Разработка и создание информационной системы автоматизации планирования и сопровождения деятельности по воспитанию звуковой культуры речи у дошкольников / Информационные технологии в развитии региона: сборник материалов региональной научно-практической конференции / отв. ред. С. М. Потапенко; Сев. (Арктич.) федер. ун-т - Архангельск: САФУ, 2015. - 211 с.
2. Конноли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 3-е издание.:Пер. с англ. / Т. Конноли, К. Бегг. М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. С.1440
3. Микляев И.А., Черткова О.В. Синергетическое информационное пространство МУОРБД // Материалы V Международной научно-практической конференции "ОБЪЕКТНЫЕ СИСТЕМЫ - 2011" (Зимняя сессия) с. 67-72
4. Микляев И.А. Универсальные объектно-ориентированные базы данных на реляционной платформе: монография / Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова. — Архангельск: ИД САФУ, 2014. -226 с.
5. Микляев И.А., Черткова О.В. Инструментарий оптимизации работы системы управления объектно-реляционной базы данных// Объектные системы: материалы: Междунар. науч.-практ. конф, Ростов на/Д, 2012.С. 45-50.
УДК 004.8, 811
ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ТЕКСТА НА ОСНОВЕ АЛГОРИТМА CONTINUOUS BAG OF WORDS
Проскурин Артем Александрович, магистрант по направлению Прикладная информатика, студент,
РФ, Воронеж, [email protected] Авсеева Ольга Владимировна, кандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий моделирования и управления, ВГУИТ, [email protected]
Введение
Среди задач машинного обучения особое место занимают задачи обработки текста на естественном языке. Естественным языком называется обычный язык, используемый людьми для общения и не созданный целенаправленно. В данном случае решается задача извлечения семантики слов по обучающим текстам. Исследуемое семейство алгоритмов получает на вход текстовый корпус (как правило, достаточно большой - порядка нескольких миллионов слов и более), на котором обучается некая модель естественного языка. Качество построенной модели определяется тем, насколько она близка к реальному языку. Оценить это, можно например, сравнив список синонимов некоторого слова с его реальными синонимами.
Непосредственно алгоритм сontinuous-bag-of-word (CBOW) решает поставленную задачу путём размещения слов входного текстового корпуса внутри некоторого векторного пространства заданной размерности. В качестве результатов каждое слово будет иметь некоторые координаты внутри данного пространства. При этом "похожие" слова будут располагаться на малом расстоянии друг от друга, а "различные" слова - на большом расстоянии.
Особую популярность алгоритм CBOW вместе с continuous-skip-N-gram приобрел после создания командой Томаса Миколова из Google Inc группы методов обработки естественного текста под названием "Word2Vec". Данный проект, реализованный на Си, оказался столь эффективным по скорости вычислений, что обработка текстового корпуса размером в несколько миллионов слов могла быть произведена за разумное количество времени на центральном процессоре обычного персонального компьютера. Открытый исходный код проекта привлек множество разработчиков со всего мира, что в итоге привело к возникновению множества портов и оберток на различных языках программирования. Однако в общем случае логика Word2Vec оставалась неизменной, дабы не потерять скорость вычислений. При этом разработчики вынуждены отказаться от гибкости разработки и расширяемости функционала исходных алгоритмов. Альтернативным подходом является полноценная реализация алгоритмов с использованием всех преимуществ объектно-ориентированного программирования.
