ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ШТРИХКОДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ИУС "ДЕКАНАТ" МИРЭА

Григорьев Виктор Карлович; Грушин Алексей Валерьевич; Антонов Анатолий Анатольевич

Проблема внедрения. Для облегчения трудного для пользователей процесса освоения нового продукта при создании системы «Деканат» разработчики придерживались следующих принципов:

- система должна поддерживать все производственные процессы в том виде, в котором они существуют в настоящее время;

- система не должна заставлять участников технологического процесса выполнять дополнительные функции;

- выполнение каждой функции с помощью системы должно занимать меньше времени и усилий по сравнению с существующими инструментами;

- интерфейс системы должен быть очень близок к существующему виду бумажных документов и инструментов (рис.1).

17 История ,- _ Г Со™»»™™ П Ввод оценок Дата^амшаЛач™ , I- Дашие из архива Должники ^^ | Г ^карандашом |2М_,2ШЗ ^ ВЫХОД |

ВБ-1-06 ВБ-1-06 230100 ВТ Экзамены Зачеты Стипендия Продление Оплата Общежитие Примечание

ВВ-32-06 № Фамилия И О. Шифр

ВВ-41-06 1 Валиев Т. С. 061001 X 02 о О О 3 X 3 3 3 3 3 3 3 0 + 2500 н н —

ВВ-42-06 2 Дормаков Е Н. 061003 У У у2 У У 3 У 3 3 3 3 3 3 3 04 02 2003 0,00 н

ВВ-5-06

ВВ-61-06 4 Зубко Выпустить экзаменационные листы Выпустить зачетные листы Просмотреть список выпущенных листов.,, У? 3 X 3 3 3 3 3 3 3 н н

- тт 0 00

ВВ-62-06 -1 '

ВВ-7-06 6 Кузне Продление сессии.,, Внести оплату,.. Редактор информации о студенте,,, Примечание,.. Выпуск отчетностей.,, Редактор оценок.., У 3 2 У 3 3 3 3 3 3 3 Н н

ВД-1-06 ВЕ-11-06 7 Лари У = 3 У 3 3 3 3 3 3 3 16 02 2008 Н н

8 Мару X 3 X 3 3 3 3 3 3 3 н н

ВЕ-12-06

ВЕ-2-06 Распечатать страницу

ВЕ-3-06 11 ПОГО£ Сортировать по ииени У 3 У 3 3 3 3 3 3 3 и н

12 ПОДО! Параметры,,. 2 У 3 У? 3 2 3 3 3 3 3 3 и н

ВИ-2-06 0 В-1-06 06-2-06 13 р'ыжавина О. Б. 061012 У У X X 3 X 3 3 3 3 3 3 3 и н Н

14 Савинов Д. К. 061013 У У = У X X 3 У? 3 2 3 3 3 3 3 3 и н

15 Серегин Т. Б. 061257 У У = у2 у2 уз 3 У 3 3 3 3 3 3 3 22.02.2008 0,00 н

ОВ-З-Об

17 Симонов К. К. 061014 X У? X У X 3 У 3 3 3 3 3 3 3 и н

ЦД-1-06 ЦФ-1-06 Ивашкин М. А. отчисление в связи с переводом в другой вуз, приказ № 3 от 09.01 2008 Силаев К. И. отчисление за академическую неуспеваемость, приказ №109 от 21.01.2003 ±1

Рис.1. Электронный журнал ИУС «Деканат»

Проблема пиковых нагрузок. Проведенный анализ показал, что самыми значительными информационными потоками в учебной деятельности являются потоки информации о студентах, книгах в библиотеках, об учебных дисциплинах и о преподавателях. Именно в месте пересечения этих потоков появляется большой объем новой информации. Выделим информацию об успеваемости студента, которая в период сессии имеет пиковый характер. Перечислим основные процессы, составляющие сессию: прием студентов в деканате, анализ актуальной информации о студенте; выдача индивидуальных зачетно-экзаменационных листов для сдачи и пересдачи зачетов и экзаменов; выпуск большого числа ведомостей для студентов, допущенных к сдаче экзаменов, выпуск ведомостей для переэкзаменовок; регистрация оценок, проставленных в ведомости; регистрация оценок, проставленных в зачетно-экзаменационных листах.

Прием студентов в деканате и выпуск зачетно-экзаменационных листов.

Наиболее объемным является индивидуальная работа деканата со студентами (поиск студента в журнале успеваемости, анализ его оценок, выписывание направления на пересдачу контрольного мероприятия). Этот процесс занимает достаточно много времени (в среднем 6 мин на одного студента), что подтверждалось большими очередями студентов в деканатах в сессионный период. При переходе на индивидуальную систему обучения некоторые факультеты вообще отказываются от группового приема контрольных мероприятий с использованием зачетно-экзаменационных ведомостей и выдают индивидуальные зачетно-экзаменационные листы всем студентам, а не только переэкзаменующимся, как было ранее.

В полнофункциональной ИУС «Деканат» МИРЭА предлагается следующая методика: на каждого студента Университета выпускается уникальный индивидуальный штрихкод, которым снабжается его студенческий билет и зачетная книжка. У всех сотрудников деканата рабочие места укомплектованы сканерами штрихкода. Чтобы найти студента в системе достаточно поднести зачетку к сканеру. Штрихкоды в связи со сложностью печати непосредственно в студенческих билетах и зачетных книжках печатаются на специальных пластиковых наклейках термотрансферным способом, которые потом вклеиваются в документы студента. Термотрансферная печать на пластиковой наклейке обладает высокой прочностью: устойчива к стиранию и влаге. В случае порчи или утери наклейка легко восстанавливается. Прием студентов осуществляют не только заместители декана, но и сам декан. Заместители декана занимаются главным образом выписыванием индивидуальных направлений на зачет/экзамен, так что основным инструментом является журнал успеваемости с текущим учебным семестром. Декан занимается более общими вопросами (перевод, восстановление, оформление академического отпуска студентов). Для своей работы декану необходимо видеть картину успеваемости студента в целом. В связи с этим в системе «Деканат» реализована поддержка различных рабочих мест: в режиме работы декана при сканировании зачетной книжки студента открывается полный перечень индивидуальной успеваемости - матрикул; в режиме работы заместителя декана открывается журнал успеваемости на последнем учебном семестре для выбранного студента. Чтобы выпустить индивидуальное направление на зачет/экзамен по любой дисциплине или по группе дисциплин, заместителю декана достаточно нажать всего одну кнопку. В итоге на поиск студента и анализ его персональной информации у сотрудника деканата уходит 5-15 с. Таким образом, система обеспечивает более чем 20-кратное ускорение процесса идентификации студента и предоставления актуальной персональной информации.

До внедрения ИУС «Деканат» МИРЭА выпуск зачетно-экзаменационных листов осуществлялся вручную (вписывались ФИО и группа студента, номер семестра, название дисциплины, ведущая кафедра и срок сдачи). На заполнение зачетно-экзаменационного листа затрачивалось от 1 до 3 мин. В системе «Деканат» МИРЭА скорость выпуска зачетно-экзаменационных листов обусловлена лишь производительностью принтера (для HP Laserjet 1000-10 с). Таким образом, система обеспечивает 6-18-кратное ускорение процесса выпуска зачетно-экзаменационных листов.

Обеспечение актуальности информации об успеваемости студентов. Обеспечение актуальности информации об успеваемости студентов основывается в ИУС «Деканат» МИРЭА на использовании штрихкодовой технологии для маркировки зачетно-экзаменационных листов и ведомостей, а также в сканировании и распознавании ведомостей.

Автоматизированный ввод зачетно-экзаменационных листов. Основное время при ручном вводе оценок из зачетно-экзаменационных листов в журнал тратилось на поиск студента в журнале. По экспертным оценкам сотрудников деканата, среднее время записи оценки из одного индивидуального зачетно-экзаменационного листа в бумажный журнал успеваемости составляло от 15 с до 1 мин.

В настоящее время зачетно-экзаменационные листы выпускаются с несколькими штрихкодами, в которых закодирована информация не только о студенте и дисциплине, но и об оценке (рис.2). Преподаватель ставит галочку напротив соответствующего штрихко-да, а сотруднику деканата достаточно отсканировать этот штрихкод.

IIIIIIIIIК ШИШИ III

□ II lili IIIIIIIIIIIIIIIIIII

хорошо

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ФАКУЛЬТЕТ ВМС

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ ЛИСТ№_

Название дисциплины: Физика Кафедра: Фш

Дисциплина сдается а объеме, прочитанном за J семестр.

Фамилия И.О. студента:_Зубков А. Н.

Шифр_061295

Группа: ВБ-t-OÓ

Действителен до 06.02.08 Декан

Экзаменатор (должность. Фамилии И.О.) Оценка Дата сдачи

Подпись

Ли должен Оыií. возвращен а асшл црепадвнгежн ь гечеиис двух дней [меле ^(ачн janeju (»tfjuMeiutj Курсивые проекты (работы) ¡[рнинмаются дауны преподавателями Преподаватель должен итме«[гь емп ветствуя :пм||сценке ч :чпчмч

i; им ni ni II i) muí ni п

неуд. I-1

□

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

удовл.

Рис.2. Вид зачетно-экзаменационного листа, применяемого в ИУС «Деканат»

Во время внедрения и опытной эксплуатации модифицированной версии ИУС «Деканат» МИРЭА на факультетах ВМС и кибернетики проводился мониторинг процессов сканирования зачетно-экзаменационных листов. Приведем результаты, полученные за летнюю сессию 2007/08 учебного года: всего принято зачетно-экзаменнационнных листов 1815 и 2404 при среднем времени на прием одного студента 2,9 и 5,1 с соответственно для факультета ВМС и кибернетики.

Эти результаты включают также время на проверку пользователем введенных оценок перед сохранением, а также возможные технические перерывы в работе пользователей. Таким образом, эффективность работы с использованием системы по сравнению с вводом оценок вручную составляет от 3 до 16 раз.

Точные данные по скоростным характеристикам системы «Деканат» были получены на основе данных системы сбора статистики.

Подсистема сбора статистики. В рамках дальнейшего развития полнофункциональной ИУС «Деканат» встал вопрос о повышении эффективности работы системы, в частности быстрота работы функционала и удобство интерфейса (в особенности тех его разделов, с которыми пользователи работают наиболее часто и интенсивно). Это подсистемы, связанные с текущим мониторингом успеваемости: «Журнал», «Сессия»,

«Работа с учебным планом» и «Движение студентов». Средняя эффективность рассчитывается посредством усреднения ансамбля решаемых задач. Наибольший вес в определении средней эффективности имеют задачи, чаще других встречающиеся в процессе мониторинга успеваемости. От удобства интерфейса напрямую зависит скорость работы пользователей, которая и определяет эффективность системы «Деканат». Для определения характеристик эффективности ИУС введем коэффициент эффективности:

к = Тр = Л

ТД Ывр

где Твр - время, затрачиваемое на выполнение задачи вручную; ТД - время, затрачиваемое на выполнение задачи с использованием системы «Деканат»; Ывр - число обработанных документов в единицу времени при ручной работе; ЫД - число обработанных документов в единицу времени с использованием системы «Деканат».

Приведем наиболее важные параметры для оценки эффективности:

- в подсистеме «Журнал» - это время, необходимое для поиска студента в группе (при использовании зачетных книжек со штрихкодами на поиск затрачивается 1-2 с), время выпуска зачетно-экзаменационного листа на студента;

- в подсистеме «Сессия» - время, затрачиваемое на выпуск ведомости, время, затрачиваемое на прием ведомости с использованием сканирования, а также время приема допусков различных типов;

- в подсистеме «Движение студентов» - время создания проекта приказа в зависимости от количества студентов и типа движения, время ввода подписанного приказа, время выпуска нескольких однотипных приказов;

- в подсистеме «Работа с учебным планом» - полное время на создание одного контрольного мероприятия, время на ввод списка контрольного мероприятия для группы, для всего курса.

Для оценки этих параметров проводилось целенаправленное тестирование. Недостатком его является отсутствие учета таких факторов, как привычка сотрудников к традиционным методам делопроизводства.

Для оценки процесса приспособления персонала к работе с программой исследован метод экспертных оценок - опрос пользователей по различным производственным процессам, решаемым с помощью системы «Деканат». Подобный опрос позволил уточнить результаты, полученные при тестировании, и улучшить интерфейс системы благодаря конструктивным предложениям со стороны реальных пользователей. Пользователям просто некогда выполнять сколько-нибудь точный хронометраж. Кроме того, велика зависимость оценки от настроения пользователя. Обычно информация ограничивается лишь приблизительными оценками: очень медленно, нормально, достаточно быстро, очень быстро и т.п.

Для получения объективных оценок эффективности работы системы «Деканат» решено было снабдить систему функцией сбора временной статистики. Работа этой функции состоит в записи в специальную таблицу базы данных (БД) событий, от которых в наибольшей степени зависит быстродействие всей системы. Введем понятие «значимость события»: I = /(Р, А, Т), где Р - тип события; А - параметры события; Т - абсолютное время, когда произошло событие.

Обозначим следующие хронометрируемые события:

- начало (TIS) и окончание (TIE) работы интерфейса приема ведомостей. Определяется среднее время сеанса работы пользователей по приему ведомостей;

- начало сканирования (TSS), окончание сканирования (TES). Определяется быстродействие сканера;

- окончание сканирования (TES), окончание распознавания (TER), ошибка при распознавании (TRE). Вычисляется скорость работы алгоритма распознавания оценок;

- окончание сканирования (TES) - сохранение ведомости в БД (TSR). Это наиболее значимый промежуток времени для определения удобства интерфейса. Фиксируются общее число оценок, которые необходимо распознать, число распознанных оценок. Отмечаются инструменты, посредством которых пользователь осуществляет коррекцию оценок (с помощью мыши либо с клавиатуры). В зависимости от используемого инструмента и числа исправлений среднее время на исправление одного результата, сравнение эффективности различных инструментов, а также различных их модификаций.

Вычислим среднее время приема одной ведомости:

£(TSRг - TES;)

BulTime = -i-, (1)

i

\__j

-3%max(TSR-TES)

где i - множество принятых ведомостей.

Вычислим производительность приема ведомостей в час:

TIE,

££[TSRt - TES, ]

BulByHour = Y ^^-, (2)

1 TIE; - TIS; i__j

-3%max(TSR-TES)

где j - множество сеансов работы с интерфейсом приема ведомостей; к - множество принятых ведомостей.

Вычислим среднее число ошибок при приеме ведомостей (в %):

ErrsPercent =

( TIE j \

ZZ[TRE, ]

ZTIS j l

TEj

j ZZ[TSR, ]

TIS j ,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

100%, (3)

где ] - множество сеансов работы с интерфейсом приема ведомостей; к - множество принятых ведомостей; I - множество ведомостей с ошибками.

Для фильтрации моментов, когда пользователь надолго отвлекся от приема ведомостей в ИУС, исключаем 3% краевых значений.

В приеме зачетно-экзаменационных листов оцениваются следующие параметры: - засекается время запуска и выхода из интерфейса приема зачетно-экзаменационных листов, а также режим интерфейса (ввод несортированных, ввод отсортированных по оценкам, ручной ввод листов старого образца). Из этого определяется среднее время

сеанса работы пользователей по приему зачетно-экзаменационных листов, а также наиболее удобный интерфейс, которым пользуются чаще;

- фиксируется событие сканирования штрихкода зачетно-экзаменационного листа, а также событие ввода оценки и способ ее ввода (с помощью сканирования или мыши);

- фиксируется событие изменения даты проведения контрольного мероприятия и способ, с помощью которого оно производится.

Показатели эффективности системы работы с зачетно-экзаменационными листами оцениваются аналогично ведомостям по формулам (1)-(3).

Основное преимущество автоматического сбора статистики состоит в том, что он осуществляется в естественных условиях работы пользователей, не отнимает дополнительного времени и обладает высокой точностью. Начиная с зимней сессии 2005/06 учебного года, стал применяться сбор статистики в подсистеме «Сессия». В настоящее время сбор статистики ведется во всех подсистемах ИУС.

Из анализа статистики по работе подсистемы «Сессия» были получены следующие результаты:

- средняя скорость ввода ведомостей и зачетно-экзаменационных листов в летнюю сессию 2006 г. оказалась в среднем на 10% выше, чем в зимнюю 2005/06 года. Это было связано, по-видимому, с повышением обученности пользователей;

- эффективность «Деканата» по приему ведомостей составляет 175/60 = 2,9 (175 ведомостей в час, тогда как при ручном вводе - 60 ведомостей в час), по приему зачетно-экзаменационных листов - 38/3 = 12,7 (38 зачетно-экзаменационных листов в минуту, тогда как при ручном вводе - около трех). Также благодаря анализу статистики удалось оптимизировать интерфейс пользователя по приему зачетно-экзаменационных листов, вследствие чего скорость работы дополнительно возросла в 1,9 раза.

Система «Деканат» МИРЭА внедрена на 10 факультетах, из них на 9 ведется штатная работа, а на одном - стадия ретроввода информации за предыдущие годы. Подсистема сбора статистики позволяет получать точные временные показатели работы системы, исходя из которых можно проводить как улучшение определенных параметров ИУС, так и определять необходимость проведения обучений пользователей работе с модулями ИУС. Использование рассмотренной системы на порядок снизило очереди студентов в деканаты в периоды сессий и обеспечило актуальность данных мониторинга учебного процесса.

Литература

1. Информационная система вуза Томского государственного университета. - URL: http://www.inf.tsu. ru/WebDesign/finf2. nsf/structurl/common_sistem/

2. Романов В.П., Кулешова Е.А., Синельников И.Б. АИС «Электронный Деканат» и проблема управления корпоративными знаниями вуза // ИТ0-2003 . - URL: http://ito.edu.ru/2003/IV/IV-0-1735.html.

3. Process of creating the European Higher Education Area. - URL:: http://www.ond.vlaanderen.be/hogeronderwijs/bologna/

4. Григорьев В.К., Антонов А.А., Грушин А.В., Зорин Д.С. Информационно-управляющая система «МИРЭА-Деканат». Основные принципы и методы реализации // Изд. 54-й науч.-техн. конф. МИРЭА. Ч. 1. -М., 2005. - С. 115-121.

5. Григорьев В.К., Грушин А.В. Методика автоматизированной обработки зачетно-экзаменационных ведомостей в полнофункциональной ИУС «Деканат» // Изв. вузов. Электроника, 2008, № 6. - С. 71-78.

6. Григорьев В.К., Антонов А.А., Грушин А.В., Зорин Д.С. Регистрация фонда алгоритмов и программ. Государственная регистрация 50200500011 от 28 июня 2005 года.

Статья поступила 3 марта 2009 г.

Григорьев Виктор Карлович - кандидат технических наук, доцент кафедры математического обеспечения вычислительных систем МИРЭА. Область научных интересов: ОС МВК «Эльбрус», моделирование специальных управляющих систем, разработка и исследование ИУС, методы управления информацией в распределенных гетерогенных ИУС.

Грушин Алексей Валерьевич - аспирант кафедры математического обеспечения вычислительных систем (МОВС) МИРЭА. Область научных интересов: компьютерное распознавание образов, построение моделей учебно-научной деятельности вуза. Е-mail: grushin@mirea.ru

Антонов Анатолий Анатольевич - программист МОВС МИРЭА. Область научных интересов: разработка и исследование ИУС, методы управления информацией в распределенных гетерогенных ИУС.

Информация для читателей журнала «Известия высших учебных заведений. Электроника»

Вы можете оформить подписку на 2010 г. в редакции с любого номера. Стоимость одного номера — 700 руб. (с учетом всех налогов и почтовых расходов).

Адрес редакции: 124498, Москва, Зеленоград, проезд 4806, д. 5, МИЭТ, комн. 7232. Тел.: 8-499-734-62-05. Факс: 8-499-710-54-29. E-mail: magazine@miee.ru http://www.miet.ru/static/je/os.html

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 621.3.049.77

Методология проектирования аппаратуры по технологии БМК-ПЛИС-БМК

А.Н.Денисов НПК «Технологический центр» МИЭТ

Особенности технологии проектирования аппаратуры определяются, прежде всего, используемой элементной базой, выбор которой обусловливается требованиями к назначению и условиям эксплуатации аппаратуры. В случае разработки аппаратуры специального назначения основным требованием является использование отечественной элементной базы, разрешенной для применения в такой аппаратуре и позволяющей функционировать в жестких условиях эксплуатации.

Широкое распространение при разработке аппаратуры специального назначения получили полузаказные микросхемы и связанные с ними технологии проектирования.

Особенностью технологии БМК (базовые матричные кристаллы) является изначальная ориентация процесса разработки на конечный результат в виде опытного образца, пригодного для серийного производства. Процесс разработки выполняется на основе отработанных методов, средств и маршрутов проектирования [1, 2]. Технология БМК направлена на получение годных микросхем при первом изготовлении, что обеспечивается высокими требованиями к тестируемости и качеству проектирования, поддерживается средствами систем автоматизированного проектирования (САПР), учитывающими специфику конкретных серий БМК и технологический разброс параметров при изготовлении.

Основными недостатками технологии БМК являются длительный цикл изготовления полузаказных микросхем и невозможность исследования проектов микросхем в аппаратуре, что приводит к многократным коррекциям и повторным изготовлениям микросхем в процессе разработки изделия, требует временных и финансовых затрат.

Появление программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), позволяющих легко выполнять коррекцию проекта специализированной ИС непосредственно в аппаратуре, - новый шаг в развитии технологий разработки радиоэлектронной аппаратуры. Технология ПЛИС обеспечивает рекордно короткий проектно-технологический цикл, минимальные затраты на проектирование, максимальную гибкость при модификации аппаратуры. Однако это приводит к низкой тестируемости, отсутствию строгих требований к качеству проектирования.

Для устранения ограничений, связанных с невозможностью использования импортной элементной базы при разработке аппаратуры специального назначения, были предложены различные вариации технологии ПЛИС-БМК [3-7], при которой отработка проекта выполняется средствами ПЛИС, а затем осуществляется его перевод в базис БМК. Однако корректный переход от проекта ПЛИС к БМК, обеспечивающий его гарантированную работоспособность, можно осуществить только полным перепроектированием проекта микросхемы, так как элементы библиотеки ПЛИС и схемотехническая реализация логического проекта имеют аппаратную избыточность и сложно адаптируются к специфике БМК.

Технология БМК-ПЛИС-БМК объединяет преимущества рассмотренных выше технологий проектирования, позволяет в короткие сроки выполнить разработку и отладку макетного образца, при переходе к опытному образцу обеспечивает быструю и гарантированную реализа-

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ШТРИХКОДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ИУС "ДЕКАНАТ" МИРЭА Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ШТРИХКОДОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ИУС "ДЕКАНАТ" МИРЭА»