CC BY
27
Рассмотрим пример исключения переменных из логического уравнения с помощью квантора общности.
Пусть дан предикат
P( x, y, z, t, s) = tДxa yb v zc v sa )&(yc zb v sa )&
о / b c a\ + 2, b a b a, о / b c b\ (6)
&(s z Vs )Vt (x y Vs Vz )&(y z Vs ),
который, очевидно, принадлежит классам Ax, Дy, Д z и Д t
Исключим переменные x, y, z, t из выражения в правой части (6):
VxP(x,y, z,t,s) = tl(Vx(xayb) v zc v sa) & (yczb v sa) & & (sbzc v sa) v 12(Vx(xbya) v sb v za) & (ybzc v sb) =
= tl(zc v sa) & (yczb v sa) & (sbzc v sa) V v 12(sb v za) & (ybzc v sb).
После исключения переменной y уравнение выглядит следующим образом:
VxVyP(x, y, z, t, s) = t1(zc v sa)&(sa )& &(sbzc vsa) v12(sb vza)&(sb).
Далее,
VxVyVzP(x,y,z,t,s) = tl(sa) & (sa) &
& (sa) v 12(sb) & (sb) = t1(sa) v 12(sb).
Таким образом, мы получаем следующую зависимость между переменными t и s :
Если переменная t принимает значение 1, то переменная s может принимать значение a , если же переменная t принимает значение 2, то s может принять только значение b •
УДК 681.322
КОНЦЕПЦИЯ ПОДДЕРЖКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ГИПЕРТЕКСТОВОГО УЧЕБНИКА
БЕЛОУС Н. В, ШИШИҐИНА В. С.
Излагается методика фундаментальной дисциплины как информационных ресурсов для системы дистанционного обучения. Примером является гипертекстовый учебник по математической логике. Описанный в статье продукт позволяет автоматизировать процесс обучения, может быть использован как модуль дистанционного обучения, а также как и автономный продукт на компакт-диске (локальный Web-сервер). Предлагаются способы создания подобных обучающих систем.
На современном этапе развития человечества, когда научно-технический прогресс движется гигантскими шагами и ведет к кардинальным переменам во всех сферах деятельности, очень важно каждому идти в ногу со временем, успевать своевременно попол-
Исключив же переменную t из полученного выражения, получим:
VxVyVzVtP( x, y, z, s, t) = (sa )(sb) = 0,
т.е. ни одно из значений переменной s не является независимым от значений переменной t.
Данное исследование показывает, что для довольно широкого класса конечных предикатов исключение признаковых переменных с помощью кванторов не приводит к увеличению длины исходной формулы, а лишь упрощает ее шаг за шагом. В результате можно получить более простую и ясную зависимость между дискретными информационными признаками в базе знаний.
Литература: 1. Горелик А. Л., Скрипкин В. А. Методы распознавания. М.: Высш. шк., 1984. 120 с. 2. Шабанов-Кушнаренко Ю. П. Теория интеллекта: математические средства. Харьков: Вища шк., 1984. 150 с. 3. Sitnikov D.E., D’cruz B, Sitnikova P.E. Extracting Salient Discrete Object Features Based On Composing And Manipulating Logical Equations //Вестник ХГПУ. Харьков. 1999. Вып. 51. С. 186-192.
Поступила в редколлегию 30.10.99
Рецензент: д-р техн. наук Шаронова Н.В.
Ситников Дмитрий Эдуардович, канд. техн. наук, доцент кафедры информационных технологий Харьковской государственной академии культуры. Научные интересы: логическая обработка данных. Адрес: Украина, Харьков, Бурсацкий chy^, 4, тел. 12-82-82
Ситникова Полина Эдуардовна, канд. техн. наук, доцент кафедры информационных технологий и документоведения Харьковского гуманитарного института “Народная украинская академия”. Научные интересы: логическая обработка данных. Адрес: Украина, Харьков, ул. Лермонтовская, 27, тел. 40-10-09 (4-50).
нять свои знания и приобретать новые. Даже студенты, находящиеся на начальном этапе обучения, через пять лет могут оказаться неконкурентоспособными, а те знания, которые они получили на первом или втором курсе, окажутся недопустимо устаревшими. Время не стоит на месте, вчера появились новые разработки, а сегодня уже требуются специалисты. Следить за новейшими разработками с помощью соответствующих литературных и справочных изданий неразумно, так как появятся они в лучшем случае через год. Единственным удачным решением в сложившейся ситуации является Интернет. В настоящий момент это актуально не только для молодежи, ведь чтобы быть конкурентоспособным, необходимо постоянно поддерживать и повышать свой уровень квалификации и, кроме того, уметь адаптироваться к непрерывно изменяющимся условиям, быстро переквалифицироваться. В конечном счете, именно от уровня квалифицированности и профессионализма сотрудников зависит успех в бизнесе и конкурентоспособность предприятия.
При таком положении дел для эффективного использования огромного потока информации не обойтись без переосмысливания концепции образования и профессиональной подготовки. Настало время для
134
РИ, 1999, № 4
создания новой информационной технологии, позволяющей передавать информацию огромной массе людей без непосредственного участия в этом преподавателей-консультантов и т.п.
Так как же поддерживать знания на должном уровне, например, в том случае, если вы учитесь или работаете и не имеете свободного времени на прохождение специальных курсов по повышению вашей квалификации или уровня ваших знаний, а тем более на самостоятельный поиск нужной информации в библиотеке или через Интернет? Альтернативой для людей, не располагающих избытком свободного времени, служит дистанционное обучение, которое является компромиссным решением между очными курсами и самостоятельной подготовкой. Именно дистанционное обучение дает уникальную возможность учиться в индивидуальном режиме, независимо от места, времени и возраста, учиться всю жизнь. Примером дистанционного обучения являются широко известные курсы ЕШКО (Европейской Школы Корреспондентского Обучения). Концепция обучения на этих курсах известна: учащемуся по почте присылают необходимые материалы и контрольные задания, а он в свою очередь должен за определенный срок выполнить их и выслать по почте, при этом за каждым обучаемым закрепляется персональный преподаватель, с которым можно по ходу решать вопросы, возникающие в процессе обучения. Однако одним из основных недостатков таких курсов является их неоперативность и продолжительность, к тому же пользоваться услугами обычной почты в эпоху Интернет как-то не логично. Интернет давно уже перестал быть диковинкой. Наряду с другими технологиями он повлиял на все стороны нашей жизни, изменил мир вокруг нас и нас в этом мире. Для дистанционного обучения Интернет является почти идеальным техническим средством. Доставка дидактического материала (будь то учебник, видеозапись или тестирующий программный продукт) осуществляется неоспоримо быстрее обычных почтовых услуг. Именно через Интернет реализуется интерактивная связь между обучаемым и преподавателем, который достаточно оперативно (иногда даже в реальном времени) ответит на возникшие вопросы.
Многие такие курсы дистанционного обучения предусматривают участие обучаемых в специально организованных видеоконференциях после прохождения определенной части материала. Темы конференций сообщаются заранее, чтобы у обучаемых было время на подготовку. С помощью таких конференций проводится регулярное обсуждение пройденного материала, обучаемый имеет возможность отвечать на вопросы, причем не только преподавателя, но и других обучаемых, а также задавать свои вопросы. Благодаря этому проходят довольно активные и интересные дискуссии, так как на вопросы отвечают те, кто имеет свою точку зрения, а задают те, кому есть что спросить. В зависимости от сложности вопроса ответ может занимать от нескольких секунд до десятков минут, вследствие чего создается иллюзия живой беседы. К тому же в качестве ответа может быть ссылка на какой-либо сетевой ресурс, напри-
мер, страницу в Интернете, либо подробное описание или изложение интересующего материала.
Контроль за степенью усвоения материала происходит регулярно с помощью тестирования после каждой пройденной темы. За результатами тестирования проследит преподаватель, который подскажет, на какой части материала стоит остановиться подробнее, какой стоит повторить, а также укажет на наиболее часто совершаемые ошибки. К сожалению, лишь немногие из существующих систем дистанционного обучения поддерживают такие возможности технологий при анализе ответов обучаемого и подготовке для него детальных индивидуальных рекомендаций. В отличие от обычных тестов, проводимых регулярно, экзамены-тесты для получения сертификата об окончании курсов принимаются только в специальных авторизованных тест-центрах. В Украине таких центров пока еще немного, но несомненно в ближайшем будущем их количество будет расти вместе с желающими пройти дистанционное обучение.
Дистанционное обучение, как любое другое, требует определенной организационно-информацинной поддержки, которая предполагает наличие следующих структур:
— поддержки проектирования учебного материала (курсов);
— доставки дидактического материала учащимся;
— поддержки “справочных” материалов;
— получения консультаций;
— контроля знаний;
— организации общения обучаемых (коллективные формы обучения).
Рассмотрим перечисленные выше структуры подробнее. Средства создания и редактирования курсов занимают немаловажное место в системе дистанционного образования, так как иногда объем работы по программированию самой системы зачастую превосходит труд по наполнению ее высококачественным содержанием. Возможно, именно с этим связан тот факт, что сейчас появляются обучающие системы, похожие друг на друга, которые реализуют базовые функции администрирования. К сожалению, среди этих систем лишь немногие наполнены значительным учебным материалом. Средства редактирования должны помогать преподавателю в создании конкретных курсов на основе уже готовых модулей давать возможность редактировать и создавать индивидуальные сценарии курсов, а также изменять настройки их параметров. В качестве модулей могут использоваться шаблоны структур курса, тесты, интерактивные приложения. При этом система должна допускать импорт уже готовых учебных Web-сайтов.
Средствами доставки методического материала, как уже обсуждалось выше, могут служить, в зависимости от носителей, как e-mail, так и обычные почтовые услуги. Справочные материалы в форме библиотек могут быть как сетевыми ресурсами, так и частично перенесенными на носители, например, компактдиск.
РИ, 1999, № 4
135
Любая система дистанционного обучения должна включать в себя какой-либо способ передачи сообщений между преподавателем и обучаемым, а также поддерживать дискуссионные группы и конференции для обучаемых и преподавателей.
Особую роль в образовательном процессе играют тестирующие и тренирующие приложения, а также интерактивные учебные модели. Средства контроля знаний позволяют обеспечить не только учет результатов отдельных обучаемых и групп, но и активность обучаемого при изучении курса. А наличие экспертных систем пригодится и для преподавателя, и для обучаемого. Преподавателю они помогут контролировать работу обучаемого, а обучаемому будут служить в качестве средств для самооценки.
В настоящее время многие учебные заведения почувствовали необходимость в подобных обучающих системах и начали создавать свои собственные дистанционные учебные программы. Практически все они декларируют использование при обучении Интернеттехнологий, которые бесспорно представляются наиболее удобными и способными поддерживать перечисленные выше структуры. На деле же в основном из всех доступных Интернет-технологий используют только e-mail (электронную почту), а в качестве дидактических материалов продолжают применять бумажные носители, аудио- и видеокассеты, так как обходится это гораздо дешевле, чем разработка полноценных систем дистанционного образования, в полной мере использующих возможности современных компьютерных технологий и Интернета. Разумеется, создание полноценной системы дистанционного обучения требует гораздо больше времени и материальных затрат, зато меньше времени на сам процесс обучения. Однако не стоит забывать и возможности потребителей: постоянное обращение к Интернету за учебной информацией может оказаться слишком дорогим удовольствием, тем более при нынешнем состоянии каналов связи и ценах на Интернет-услуги в нашей стране. Разумнее в сложившейся ситуации часть информации поместить, например, на компакт-диски. К тому же если при разработке учебного компакт-диска использовать Интернет-технологии, то содержание диска будет представлять собой локальный Web-сервер со вставленными активными компонентами—Java-апплетами, ActiveX-объектами, Netscape plug-in и сценариями Java-Script. На данный момент применение более дешевых носителей позволяет расширить контингент пользователей. В перспективе же все-таки необходимо рассчитывать на комплексные системы дистанционного обучения, которые позволят в зависимости от возможностей пользователя применять как традиционные носители, так и его компьютерный эквивалент, причем в любой его реализации.
При разработке новых инструментальных средств для организации такого вида обучения традиционные принципы и методики дополняются новыми нюансами, приобретают специфическую направленность и новые требования. К этим новым требованиям относятся:
— информационность, т.е. материал должен иметь достаточный объем сведений для усвоения;
— системность, т.е. материал должен быть представлен таким образом, чтобы при рассмотрении любого аспекта можно было достаточно просто найти необходимую информацию;
— наглядность и удобство представления информации с привлечением различных ассоциативных интерпретаций (цветовых, графических, звуковых), позволяющих повысить эффективность восприятия;
— доступность — возможность в любой момент получить справку по любому термину или понятию, имеющему отношение к изучаемой теме;
— инициативность, т.е. должна быть обеспечена возможность выбора алгоритма и метода обучения;
— мониторинг — возможность контроля уровня усвоения, экспертиза полноты знаний, средства принятия решений и их анализа.
Согласно этим требованиям системы дистанционного обучения предполагают наличие двух типов модулей: пассивного, представленного в виде информационных ресурсов, и активного — представляющего собой некую экспертную систему знания, комплекс тестирующих средств и набор модулей для приобретения умений и навыков. Основным для получения знаний все же является звено фундаментальных информационных ресурсов. Чаще всего это бывает книга или её компьютерный эквивалент.
Рассмотрим реализацию основных требований дистанционного обучения на примере гипертекстового учебника по математической логике. Учебник рассчитан на студентов технических вузов, учащихся старших классов общеобразовательных школ и техникумов. Его цель — ознакомление пользователей с фундаментальным курсом математической логики. Учебник предоставляет пользователю исчерпывающую информацию по курсу, материалы для которого интегрированы из большого числа источников. Это позволяет обучаемому избежать обращения к дополнительной литературе, сэкономить время, потраченное в библиотеке или Интернете на поиск необходимой информации. Нельзя не отметить, что весь предлагаемый курс украинизирован. Учитывая тот факт, что в источниках различных авторов довольно часто наблюдаются несогласованность использования обозначений и символов, разные трактовки исходных терминов, в рассматриваемом учебнике большое внимание было уделено стилистической обработке материала курса.
На начальном этапе обучения очень важно не отпугнуть, а привлечь внимание обучаемого, заинтересовать его предлагаемым материалом, показать, где находит практическое применение данная наука, и её перспективы на будущее. (Показать область возможного и практического применения учения в жизни.) В первом разделе учебника, который называется ВСТУП, можно узнать, когда возникла и откуда берет своё начало логика, т.е. излагается краткая история ее возникновения и развития, где применялась математическая логика раньше и насколько она необходима в настоящее время, о том, как мы ,сами того не зная и не замечая, ежедневно используем
136
РИ, 1999, № 4
плоды достижений этой науки, дается представление о разделах математической логики.
Таким образом, предлагаемый к рассмотрению учебник по математической логике удовлетворяет принципу информативности, так как не требует специальной подготовки и предварительного изучения смежных курсов. К тому же материал в учебнике излагается по принципу от простого к сложному, что заметно облегчает процесс усвоения материала.
Курс имеет древовидную структуру и состоит из четырех разделов, каждый из которых в свою очередь подразделяется на главы. Содержание курса приведено в основном меню (рис. 1).
Каждый раздел содержит в среднем от одной до шести глав. Именно благодаря этой структуре, реализованной с помощью гиперссылок, соблюдается требование систематического представления информации в системах дистанционного образования.
В учебный материал входят также два словаря: словарь терминов и словарь фамилий. С содержимым словарей можно ознакомиться как из главного меню курса, так и непосредственно через ссылки в тексте, которые присутствуют на каждой странице, по наличию дополнительной информации в каком-либо из имеющихся словарей.
Пользователю предоставляется возможность простым щелчком мыши перейти из главного меню всего курса к содержимому любого из разделов, а также ознакомиться со сведениями о программе и её разработчиках. Оглавление раздела (рис. 2) предоставляет информацию о его структуре и позволяет пользователю перейти к непосредственному содержанию любой главы либо возвратиться в главное меню.
—— 1 -----------------------------1
ЛОГІКА ПЕРШОГО ПОРЯДКУ
Зміст:
p m-»r рч ^тіті" » нптштґ
Постраничное разбиение материала на смысловые порции организовано таким образом, чтобы часть информации, несущая законченную мысль, полностью помещалась на экране, что позволило избежать использования полосы прокрутки, которая не очень удобна. Каждая такая порция легко охватывается взглядом, и удачно подобранный шрифт и фон способствуют тому, чтобы глаза не напрягались. Кроме того, такое квантование информации соответствует психологическим принципам скоростного чтения, а графические вставки в виде таблиц и рисунков активизируют ассоциативное восприятие. Пример информационной страницы представлен на рис. 3. Таким образом, в учебнике реализован принцип наглядности.
Рис. 3
На каждой странице имеются ссылки, позволяющие пользователю без труда листать книгу в любом направлении, переходить к любому разделу или подразделу, так как гипертекстовая система учебника реализует его древовидную структуру. Такая структура курса помогает сориентироваться учащемуся, сколько материала пройдено и сколько предстоит изучить. Все это способствует правильному распределению времени, которое следует выделить на изучение материала.
С помощью гиперссылок в тексте появляется возможность в любой момент времени по желанию пользователя получить справку по любому термину, понятию или краткую биографическую информацию о каком-либо ученом, о котором идет речь в материале, конечно, при наличии соответствующих сведений в словаре терминов или фамилий.
Для удобства пользования словарями информация в них хранится упорядоченной по алфавиту. К тому же в словаре терминов используется алфавитный указатель (рис. 4).
^ - ■ -і"й!Н: л +,1 _______ЯШ
Словник термінів
А Б В Г Д Е I
К Л М Н О П Р
С Т У Ф Ч
Рис. 2
Рис. 4
РИ, 1999, № 4
137
Этот указатель обеспечивает оперативный и удобный переход к группе терминов, начинающихся с указанной буквы, откуда можно непосредственно получить справку по интересующему термину. Из каждой такой группы предусмотрена возможность перемещения по алфавиту, возврата в меню словаря либо в основное меню учебника. К справочной информации словарей также применяется разбиение на страницы.
В словаре фамилий имеются не только сведения о жизни и деятельности ученых, но и их портреты. Одна из таких страниц словаря приведена на рис. 5.
Рис. 5
В словарях тоже предусмотрены гиперссылки, которые образуют густую паутину связей между двумя словарями и самим учебником. Алфавитный указатель и удобная система перемещения по тексту значительно упрощают такое не очень приятное занятие, как листание словаря в поисках нужного слова. Все это соответствует реализации принципов доступности и системности.
Ввиду того, что именно пользователь определяет, насколько глубоко он желает изучить предоставленный материал, можно с полной уверенностью считать, что данный учебник удовлетворяет требованиям инициативности.
Представленный гиперучебник по математической логике отвечает современным требованиям к системам дистанционного обучения и может быть использован как в качестве справочного или обучающего модуля для системы дистанционного обучения, так и в качестве самостоятельного продукта. Следует отметить, что, несмотря на всю свою энциклопедич-ность, предлагаемый учебник довольно подробно освещает теорию курса. В нем собран, систематизирован и доступно изложен весь ценный имеющийся в литературе материал по курсу математической логики, благодаря чему он (учебник) достаточен для приобретения фундаментальных знаний по курсу и является реальным воплощением новых информационных технологий в процесс подготовки специалистов.
Литература: 1. Архангельский С.И. Лекции по научной организации учебного процесса в высшей школе. М.: Высш. шк., 1976. 200 с.
Поступила в редколлегию 24.12.99
Рецензент: д-р техн. наук Тевяшев А.Д.
Белоус Наталия Валентиновна, канд. техн. наук, доцент кафедры ПО ЭВМ ХТУРЭ. Научные интересы: разработка обучающих программ, гипертекстовых компьютерных учебников, моделирование сложных объектов. Адрес: Украина, 61726, пр-т Ленина, 14, тел. 40-94-46.
Шишигина Виктория Сергеевна, студенка группы ПО ВТАС-97-2 ХТУРЭ. Научные интересы: компьютерные обучающие системы, Web-дизайн. Адрес: Украина, 61150 Харьковская обл., Харьковский р-н., пос. Высокий, ул. Кобзаря, 13, кв. 2.
УДК 355.586: 65.012.122
АКТУАРНЫЕ МОДЕЛИ ПЕРСПЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗАЩИТОЙ В ЭРГАТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
ДЗЮНДЗЮК Б.В., МАСЛОВ П.Н.,
НАУМЕЙКО И.В., ДЗЮНДЗЮК В.Б.________
Предлагается страховая линейная модель финансирования и создания системы защиты локальной структуры.
Известно, что по плотности потенциально опасных промышленных объектов Украина вполне сравнима с наиболее развитыми государствами Европы. Поэтому проектирование системы защиты и модернизации защитных средств и мероприятий по-прежнему является важнейшей задачей. Создание и управление такой защитой относится к задачам управления в условиях неполной информации, т.е. в условиях риска. Поскольку по целям и даже по используемому
языку эта задача имеет много общего со страховым делом, есть смысл использовать многолетние наработки страховых технологий для описания, а затем и математического моделирования процессов мероприятий и технических систем защиты. Настоящая работа посвящена выявлению общих черт и различий двух подходов, а также попытке содержательного описания задач управления защитой человека от опасности произвольной природы в терминах актуарного дела. В этой и последующих работах используется устоявшаяся терминология страхового дела [ 1] без подробного объяснения.
Проанализировав все множество планов страхования, легко заметить, что для описания процесса построения и управления защитой наиболее близко подходит страхование от несчастного случая и, отчасти, страхование на дожитие. В то же время необходимо сразу подчеркнуть основное отличие: страхование есть чисто финансовая операция, т.е. процесс материальной реализации страховки выходит за рамки модели и никак не влияет на схему страхования и величину страховых взносов (премий). Защитные мероприятия, профинансированные и рассчитанные
138
РИ, 1999, № 4
