Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕКТА 21
СОДЕРЖАНИЕ ПРОБЛЕМЫ. СТРУКТУРА НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 21
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 26
ПРОЦЕСС АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАК НОСИТЕЛЬ СИСТЕМЫ ЗАДАННЫХ ПРОЕКТНЫХ
ПРЕОБРАЗОВАНИЙ 36
1.5. ЛОГИЧЕСКАЯ ФОРМАЛИЗАЦИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ
ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБУЧАЮЩЕГО КУРСА 58
1.6.ПРИНЯТИЕ ОСНОВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ВИДАМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
В ПОДСИСТЕМАХ 63
ВЫВОДЫ 69
ГЛАВА 2. КОНЦЕПЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ АРХИТЕКТУРЫ САПР
ДИСЦИПЛИНАРНОГО КУРСА 71
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ 71
ЗАДАЧИ И СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ АРХИТЕКТУРЫ СИСТЕМЫ 73
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДЕКОМПОЗИЦИЯ ПРОЦЕДУРНЫХ , ИНФОРМАЦИОНННЫХ И ЛИНГВИСТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ИССЛЕДУЕМОЙ САПР 74
ПРОЦЕСС АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДИСЦИПЛИНАРНОГО КУРСА 79
* 2.5. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СРЕДА
ПРОЕКТИРОВАНИЯ 89
РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 96
РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ САПР КУРСОВ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ 105
МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ 107
ВЫВОДЫ 111
* ГЛАВА 3 .ИНТЕГРАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО И
ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЙ САПР ИНФОРМАЦИОННОГО
ОБЪЕКТА 113
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО КУРСА 115
ВЫБОР ЛИНГВИСТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ И
ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕКТА 132
3.3.ИНФОРМАЦИОННО-ЛИНГВИСТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕКТА 136
МОДЕЛЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В САПР ИО 138
ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕГРАЦИИ ОБЕСПЕЧЕНИЙ САПР ДЛЯ СРЕДСТВ ОТКРЫТОГО ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ 142
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В САПР УЧЕБНЫХ КУРСОВ 157
ВЫВОДЫ 172
ГЛАВА 4. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ
ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕКТА 174
щ 4.1 ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННОГО
ОБЪЕКТА КАК ИНТЕРФЕЙСА РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ 175
4.2. ПРИНЦИПЫ ИНДЕКСАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КУРСА 176
4.3 ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЕДИНИЦЫ
ИНФОРМАЦИИ 179
4.4. МОДУЛИ ГИПЕРИНДЕКСАЦИИ И РЕАЛИЗУЕМЫЕ
ИМИ ФУНКЦИИ 197
МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ 201
МЕТОДЫ ИНДЕКСАЦИИ И СТРУКТУРИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ 203
ВЫВОДЫ 207
ГЛАВА 5. МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ СРАДСТВ ПОДДЕРЖКИ
ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ 209
5.1 БАЗА МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КУРСА 209
5.2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУРСА 212
5.3 ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
УЧЕБНОГО КУРСА В СРЕДЕ САПР 213
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУРСА 215
НАПОЛНЕНИЕ УЧЕБНОГО КУРСА 218
ДЕТАЛИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА В РАЗДЕЛАХ КУРСА 221
5.7. МЕТОДОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ 226
5.8 ПОЛУЧЕНИЕ ОТЧЕТНО-СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ
В СРЕДЕ УЧЕБНОГО КУРСА 235
ВЫВОДЫ 236
ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СРЕДСТВ И
МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ДИСЦИПЛИНАРНЫХ КУРСОВ ДЛЯ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ 238
6.1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИА - ОБЪЕКТОВ 238
6.2. ДИЗАЙНЕР УЧЕБНОГО КУРСА 247
6.3 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОГО
КУРСА 257
6.4. НАВИГАТОР ОБУЧЕНИЯ 260
ВЫВОДЫ 266
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 268
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 270
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
Актуальность проблемы.
С 90-х гг. в мире разрабатывается методология создания и функционирования "виртуальных предприятий" [44,77, 160] - новая форма организации работы, где Internet и CAD -технологии объединяют усилия для организации эффективной работы.
Удовлетворительные промышленные результаты по интеграции CAD и технологических процессов на основе трехмерных моделей пока не получены (вследствие разных подходов к геометрическому описанию изделий в этих системах), хотя подобные исследования проводятся в ряде технических университетов нашей страны и за рубежом.
Высокая степень автоматизации достигается за счет использования алгоритмов проектирования, отражающих знания и опыт технологов, участвующих в разработке систем (стандарт STEP-исследования по САПР ТП).
Важность и значимость процессов автоматизированного проектирования и интенсификация работ в сфере внедрения CAD/CAM/CAE в различных областях народного хозяйства предполагает появление новых объектов, получаемых средствами САПР. Актуальность решения современных проблем развития автоматизированного проектирования связана со значительными и многогранными изменениями в смежных с САПР сферах деятельности. Активное использование класса аналитических систем, систем документооборота и поддержки принятия решения, использование развитых средств и методов диалогового взаимодействия, усложнение и изменение объектов САПР, универсальность программных компонентов и как следствие расширение сферы действия автоматизированного проектирования, создает предпосылки для решения новых задач, направленных на новый, отличный от существующих и традиционных объект.
В области комплексной автоматизации проектирования разнообразных объектов актуальной становится задача разработки инструментальных сред
проектирования средств, используемых для открытого дистанционного образования или проектирования информационного ресурса. Широко известна концепция проектирования объекта информационных технологий и синтеза технических решений, представленная в работах И.П Норенкова, В.Д. Шадрикова, A.M. Бершадского, Ж.Н. Зайцевой, В.И. Солдаткина .
Приобретает наибольшую важность и значимость конструирование структуры такого объекта и организация маршрутов обучения в ней. Это требует использования и расширения сферы действия программно-технического инструментария САПР.
Значительные резервы повышения эффективности интерактивных САПР образовательных средств, скрыты в способах организации и представления цифровой проблемной информации при осуществлении рационального интерактивного взаимодействия с пользователем и организации интеллектуальных информационных каналов, способствующих лучшему восприятию и использованию рабочей информации в процессе проектирования. Большой вклад в развитие теории проектирования, создание и проектирование средств такого класса внесли работы Л.Т. Кузина, В.И. Анасимова, Д.И. Батищева, В.М. Курейчика, В.А. Сорокопуда, Е.Г. Ойхмана, Ю.Н. Стрельникова, В.А. Камаева и В.Г. Наводнова и др.
Существующие сегодня математические и эвристические методы автоматического синтеза и соответствующие им алгоритмы не позволяют программно и в полном соответствии требованиям разработки реализовать в виде адекватных критериев всю совокупность свойств распределенных образовательных систем в рамках допустимых временных и характеристических ограничений при проектировании. Поэтому их недостатки должны компенсироваться разнообразной программной поддержкой интеллектуальных и адаптивных функций. Значительный вклад в развитие этого направления внесли работы П.Я. Гальперина, А.А. Растригина, Э.В. Попова, Л.А. Зинченко - с позиций исследования сущностей информационных
процессов, труды А.И. Берга, В.М. Глушкова - по применению методов информатики к проектированию технологий обучения, а также исследования интеллектуальных компонентов и «семантического веб» [44] в образовательных приложениях В.Н. Вагина [31], И.В. Герасимова, В.В. Курейчика [99]и др.
Эволюция объектов автоматизированного проектирования с развитием традиционных методов синтеза и организации распределенного взаимодействия с использованием ресурсов вычислительной сети при сохранении интерактивного конструирования привели к созданию класса систем, главной отличительной чертой которых является процесс получения объекта информационных технологий - гипертекстового образовательного средства. Анализируя это положение можно сделать вывод о переходе САПР на новый уровень - уровень сетевых решений. Продолжения требует организация научных исследований в области автоматизации творческих функций человека с использованием адаптивного и интеллектуального взаимодействия пользователей в открытом образовательном пространстве.
Разработка методов и программных средств синтеза нового объекта проектирования, сочетающих учет оптимизационных критериев, адаптивных и интеллектуальных составляющих проектирования, распределенной обработки информации и взаимодействие на основе Internet, создает благоприятную среду для автоматизации и придает современной САПР новые системные свойства. Последние заключаются в способности объединения в одном проекте разнородной информации с возможностью ее модификации при интеллектуальном управлении ею.
Таким образом, актуальными задачами современного этапа развития САПР, обусловленными потребностями практической деятельности, являются теоретические обоснования системных принципов и концепций интеграции существующих и вновь разрабатываемых компонентов автоматизированных систем, совершенствование методов и средств интерактивного проектирования, а также их взаимодействие с программными компонентами алгоритмического
синтеза нового , информационного объекта, с использованием теории искусственного интеллекта, автоматизированного адаптивного управления проектированием в распределенной среде.
Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является теоретическое обобщение концепции САПР для объекта информационных технологий, определение последнего с позиций теории автоматизированного проектирования, обоснование и логическая формализация процессов и его базовых компонентов в среде сетевых решений, составляющих единую основу для совершенствования дисциплин , направленных на улучшение разработки методов организации современных САПР, технологий конструирования, направленных на новый объект, применения адаптивных и интеллектуальных стратегий и их реализации в программных модулях и подсистемах проектирования.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:
представление концептуальной основы нового объекта проектирования (ОП), являющегося объектом информационных технологий, обеспечивающей единый подход к систематизации и спецификации процедурных и ресурсных компонентов САПР;
создание формальной системы операционных компонентов процесса автоматизированного проектирования как логической основы разработки стратегий внедрения образовательных технологий, создания и обоснования архитектуры системы, соответствующей сформулированным стратегиям;
разработка новых моделей и форм представления информационного пространства, отражающие естественную и необходимую для современных САПР связь знаний и данных, а также соответствующий подход к организации БЗ системы проектирования дистанционных курсов;
разработка оригинального метода индексирования проблемной
информации, с возможностью извлечения образовательного материала из
информационного хранилища, отличающегося высокой гибкостью,
универсальностью применения, а также адаптивностью к предметным областям распределенной обработки, технологиям и объектам;
определение и экспериментальное подтверждение выбора класса алгоритмов, используемых при создании образовательного пространства дистанционного курса, позволяющего эффективно представить материал и проложить маршрут обучения в нем;
разработка и исследование методов формирования стратегий дистанционного обучения, перестраиваемых для заданных условий применения и используемых в них критериев оптимизации;
создание методических основ автоматизированного
проектирования открытых образовательных систем;
реализация разработанных алгоритмов, методов и стратегий в системах, подсистемах и программных компонентах, предназначенных для применения в проектировании информационных объектов в корпоративных, учебных и учебно-исследовательских САПР.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является информационный объект (ИО), представленный гипертекстовым документом, отображаемый распределенным учебным курсом, предназначенный для поддержки систем открытого образования. Предметом исследования является процесс автоматизированного проектирования ИО, относящихся к классу объектов образования, реализуемых программно на основе компиляции информационного и лингвистического обеспечений в единой среде.
Гипотезы исследования. Концепция использования САПР для проектирования сложного информационного объекта, представлена как результат закономерного эволюционного развития интерактивных, интеллектуальных систем автоматизированного проектирования.
Использование теории автоматизированного проектирования твердотельных объектов для формирования структуры и наполнения информационного объекта, позволяет унифицировать имеющиеся подходы к созданию распределенных образовательных систем, сократить трудоемкость и время их создания.
Применение интеллектуальных компонентов, определяющих стратегии обучения и влияющих на выбор маршрута обучения в процессе синтеза ИО, позволяет улучшить качество и увеличить количество вариантов решений.
Создание нового методического направления, ориентированного на проектирование информационных объектов, расширяет сферу применения средств автоматизированного проектирования.
Методы исследования. Методы исследований основываются на теории сложных систем, математических моделей и моделирования, теории искусственного интеллекта, теории множеств и графов, математической и нечеткой логик, элементах системного анализа, теории планирования, принятия решений и программирования.
Научная новизна работы. В диссертационной работе выполнено исследование, обобщение и развитие компьютерных методов проектирования объектов различной физической природы, в результате чего, были получены следующие научные результаты:
Предложен новый многомерный объект автоматизированного проектирования, являющийся компонентом информационных технологий, отображаемый дистанционным образовательным курсом, отличный от традиционных объектов САПР формой, количественными, качественными характеристиками, местом расположения, меняющимися в процессе проектирования, сложность которого ограничивает его ручное создание.
Впервые определен комплекс взаимосвязанных задач по созданию основ логической формализации процесса автоматизированного проектирования информационного объекта, построенный на основе системы
проектных классических и эвристических правил информационных преобразований, которые подтверждаются практикой. Отличительными особенностями формализации такого преобразования являются теоретическое обоснование, выполненное на основе декомпозиции объекта и определения концептуальной основы процесса проектирования на базе единого комплекса понятий, определений и логико-математических моделей, которые позволяют обосновать аспекты новых системных решений и их практическое приложение в области интеллектуальных САПР.
Проведена классификация проектных процедур проектирования дистанционного образовательного курса, позволяющая теоретически обосновать и выработать практические рекомендации для формирования стратегий и маршрутов проектирования в рамках объекта проектирования с целью минимизации временных затрат и обеспечения его заданного функционального назначения.
Предложенный метод автоматизированного проектирования курсов открытого образования открывает оригинальное методическое направление в подготовке специалистов: его следует рассматривать как основу создания образовательных средств, управляющих динамическими процессами на основе оперативной оценки ситуации по визуальным и характеристическим критериям и принятия решения в управляемых автоматизированных процессах.
Предложена логическая форма упорядочения семантически однородных представлений у пользователя, на уровне понятий предметной области и ЭВМ на уровне структур данных в виде информационно-лингвистической среды (ИЛС), создание которой осуществляется на основе взаимного погружения компонентов информационного и лингвистического обеспечений. В результате такого взаимодействия создаются условия для формального выполнения функций анализа и описания состояния объекта проектирования, оценки и прогнозирования действий, активизации инструментальных средств, представления результатов проектирования. Среда
позволяет отображать состояние объекта в различные моменты, производить его оценку и обеспечивать общение с пользователем.
6. Разработаны алгоритмы формирования маршрутов обучения в
образовательном пространстве проектируемого курса в зависимости от уровня
знаний пользователя и планирования последовательности обучающих
воздействий, с целью получения требуемого уровня компетентности.
Создана идеология построения и обоснована архитектура системы, отличающаяся возможностью настройки функционирования в необходимом операционном и программном окружении, реализующая распределенную и корпоративную модели обучения, позволяющая разрабатывать учебные курсы различного формата на базе гипертекстовой технологии.
Разработан и апробирован оригинальный метод формирования структуры курса с помощью разработанного инструмента автоматизированного проектирования, позволяющего совместить в рамках образовательной среды интеллектуальные особенности организации подготовки информационного материала процесса для обучения, с учетом уровня компетентности пользователя и адаптивных характеристик интерфейса дисциплинарного курса.
Автор защищает:
Теоретические аспекты проектирования информационного объекта, определяющие логическую формализацию процесса автоматизированного проектирования, построенного на основе классических и эвристических правил информационных преобразований.
Компьютерный метод проектирования учебного курса, на основе использования классических моделей задач назначения, покрытия и синтеза, который может быть применен для создания информационных объектов различного назначения.
- Методики и программные средства проектирования учебного курса с
индивидуальными маршрутами обучения в нем, для поддержки систем
открытого образования.
Концепцию формального структурирования учебного материала, позволяющую максимально обеспечить использование интеллектуальных и адаптивных характеристик пользователя и свойств распределенной среды.
Методики и программные средства, обеспечивающие наполнение, планирование и проведение путей обучения с целью получения требуемого уровня компетентности пользователя с учетом его психофизиологических и когнитивных особенностей.
Применение средств автоматизированного проектирования, позволяющее представить оригинальное методическое направление в подготовке специалистов по САПР.
Практическая ценность работы заключается в создании комплекса средств программно-методической поддержки процесса проектирования информационных объектов, в частности когнитивного назначения, позволяющего решать задачи синтеза, наполнения информацией и планирования маршрутов обучения на основе взаимодействия компонентов информационного и лингвистического обеспечений, с учетом мобильности информационных ресурсов. Таким образом, предлагаемые новые теоретические положения и методы развиты до практических технологий, методик, алгоритмов и программных средств. Созданы методологические основы технологии формирования распределенного образовательного курса. Разработано информационное, лингвистическое и программное обеспечение для реализации процессов проектирования структуры и содержания объекта информационных технологий.
Разработанное программное обеспечение используется в научно-исследовательских работах, в целях обучения, а также в качестве одной из
компонент формирования виртуального образовательного пространства НИЦ ГА и виртуального представительства МарГТУ.
Экспериментально доказана возможность использования разработанных инструментальных средств, для проектирования распределенных образовательных курсов по дисциплинам "Конструктроско-технологическое обеспечение производства", раздел "Автоматизированное проектирование", "Новые информационные технологии" и курсу повышения квалификации "Государственная аккредитация ВУЗов".
Реализация и внедрение результатов работы. Теоретические и практические результаты работы использовались в научно-исследовательских и учебно-методических работах, проводимых по планам госбюджетной НИР, по договору о научно-техническом сотрудничестве между МарГТУ и ОАО «Мартелком», выполнявшемся в 1997 - 1999 годах по теме, связанной с разработкой алгоритмов цифровой передачи информации и быстрых алгоритмов обработки баз данных для интеллектуальных сетей. Коллективом кафедры ИВС выполнен объем работ на сумму 500 млн. рублей (акт от 27 декабря 1997 года). Кроме того, работа выполнялась в рамках договора, заключенного в 2000г. Экономическая эффективность от внедрения инструментов САПР в виде подсистем «Дизайнер учебного курса» и «Навигатор обучения», согласно имеющемуся акту о внедрении составил 39,3 тыс. рубл.
Тематика научных исследований, выполненных в диссертации, связана с планами кафедры САПР СПбГЭТУ, кафедры ИВС МарГТУ и НИЦ ГА. Работа выполнена в рамках комплексной федеральной научно-технической программы "Создание системы открытого образования", подпрограммы "Научное, научно-методическое обеспечение системы образования", в соответствии с приказом Минобразования России от 12.10.2000 № 2925 (протокол заседания управляющего комитета программы от 18.12.2000 № 12). Регистрационный № проекта - 01.200.1 18457- Разработка содержания и информационное наполнение WWW - сервера с целью дистанционного
образования по программе повышения квалификации «Государственная аккредитация вузов».
Практические результаты диссертационной работы, нашли отражение в разработке двух версий САПР для курсов распределенного дистанционного открытого образования, созданной и апробированной на базе программных комплексов «Дизайнер курсов» и «Навигатор обучения».
Учебно-проектная система создания интерактивных курсов включена в систему методического обеспечения для обучения работников администрации Президента Республики Марий Эл эффективному использованию MS Office при подготовке документов. Внедрение системы, согласно представленному акту, позволило упростить процесс создания полимедийного учебного документа, улучшить качество обучения пользователей при эффективном использовании его времени.
Программные средства для проектирования образовательных курсов установлены в 2002 г в отраслевой фонд алгоритмов и программ (ОФАП) № в ОФАП - 2071, номер гос.регистрации -50200200442 и № в ОФАП - 2072, номер гос.регистрации -50200200443. На программу «Дизайнер учебного курса» получено свидетельство об официальной регистрации Российского агентства по патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ), № 2002611550 от 9.09.2002 г.
Полученные в процессе работы над диссертацией теоретические и практические результаты используются при чтении курсов лекций, выполнении лабораторных работ, курсового и дипломного проектирования в следующих высших учебных заведениях: МарГТУ, МарГУ, ЧТУ, СПБГЭТУ и других, в которых внедрены в учебный процесс элементы САПР учебного курса и результаты диссертационной работы. Подготовлены и изданы учебно-методические материалы в виде 2 учебных пособий, методических указаний и двух электронных учебников. Подсистемы САПР проектирования учебных курсов демонстрировались на Седьмой ежегодной выставке компьютерных технологий КОМЕКС - 2001, проходившей в г.Иошкар-Ола, Республика Марий
Эл с 18 по 21 ноября 2001 года (свидетельство прилагается), результаты исследовательской работы представлялись международной выставке-конференции ИТО 2001 и ИТО 2002 в г. Москва.. В 2001 г. доклад были отмечен дипломом конференции-выставки.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих международных, всероссийских, межотраслевых, региональных конференциях, совещаниях, семинарах и выставках: к "100-летию радио" (Йошкар-Ола, 1995), на 9-й Международной конференции "Логика и компьютерные науки" (Обнинск, 1995), Всероссийской научной конференции "Цифровая обработка многомерных сигналов" ( Йошкар-Ола, 1996), Вторых "Вавиловских чтениях" ( МарГТУ, Йошкар-Ола, 1997),в материалах европейской региональной конференции «Европейское сотрудничество: проблемы и перспективы развития» (Йошкар-Ола, 9-11 апреля, 1998),технической конференции ""Интеллектуальные САПР", с участием зарубежных представителей ( Таганрог, 1998), Шестой, Седьмой и Восьмой международных конференциях «Современные технологии обучения» (Санкт-Петербург, 2000,2001,2002г.г), Шестой международной научно-методической конференции вузов и факультетов телекоммуникаций (Москва , 2000), Третьей всероссийской научно-технической конференции "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике", (ЧГУ, Чебоксары, 2000), Четвертой международной конференции «Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре и образовании НИТРИО - 2001» (Астрахань, АГТУ,2001); Седьмой ежегодной выставке компьютерных технологий КОМЕКС - 2001 (Йошкар-Ола), Одиннадцатой и Двенадцатой Международных конференциях-выставках «Информационные технологии в образовании» 2001 и 2002 г.г. (Москва, МИФИ,2001,2002); в международной конференции ШЕЕ AIS'02 CAD-2002 (Дивноморское,2002 г.), IEEE International Conference on Artificial Intelligence Systems (Divnomorskoe, Russia, 2002), международной
конференции «Информационные технологии в образовании, технике и медицине» Волг.ГТУ (Волгоград,2002).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 47 печатных работ, в том числе 3 монографии и 2 учебных пособия, одно из которых с грифом Министерства образования Российской Федерации.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения шести глав, заключения , приложений и списка литературы, включающего 316 наименований. Основная часть работы изложена на 310 страницах машинописного текста. Работа содержит 84 рисунка и 12 таблиц.
Во введении обоснована актуальность работы, дана ее краткая характеристика, показаны основные пути решения сформулированных проблем, подчеркнуты достоинства и недостатки направлений развития теории САПР, приведены основные научные результаты, определяющие научную новизну и практическую ценность, а также связь работы с современными научно-техническими программами.
В первой главе представлен анализ современных проблем в области создания распределенных систем автоматизированного проектирования и задач в области создания дистанционных образовательных средств. Определены основные понятия, термины и поставлены задачи, решение которых предполагает использование концепции САПР. Преобладающей является идея теоретического обобщения и характеристика с системных позиций базовых составляющих автоматизированного проектирования нового объекта, дистанционного обручающего курса. Представлено решение проблемы выделения его свойств, характеристик, особенностей, способов структуризации. С этих позиций рассматривается концептуальная основа процесса автоматизированного проектирования информационного объекта, разрабатывается и исследуется его обобщенная модель и модель процесса, предназначенная для объективизации описания новых системных решений.
Во второй главе сформулированы результаты научных исследований по формированию архитектуры САПР дистанционных обучающих курсов, описан
метод ее формирования на основе структурной модели нового объекта, модели системы и декомпозиции процесса проектирования нового объекта.
В третьей главе описываются используемые при проектировании веб-курса интеллектуальные модели.
Применение математических моделей в области, где законы функционирования еще плохо изучены, должно носить рекомендательный характер и являться основой неформального анализа.
Четвертая глава посвящена исследованиям, связанным с объектно-ориентированным представлением проектируемого информационного объекта. Основной информационной единицей проектирования является модель учебного курса. Это многомерный объект, имеющий информационно-лингвистическую природу, гипертекстовый формат и отражающийся при проектировании как компонент информационного массива произвольной структуры.
Для отображения проектируемого объекта на базе выделенных информационных примитивов определены более сложные информационные объединения, агрегирующие классы информации и их свойства.
Пятая глава посвящена вопросам организации методического обеспечения.
Методологической основой создания автоматизированной системы проектирования информационного объекта является определение и классификация последовательности процедур, позволяющих обосновать и выработать практические рекомендации для конструирования курса, формирования стратегии и маршрутов проектирования с целью минимизации временных затрат обеспечения заданного качества и функционального назначения.
В шестой главе представлены результаты исследований и практических проектных разработок по созданию алгоритмов и программных средств функционирования разрабатываемой САПР. Экспериментально доказана принципиальная возможность использования теории САПР для осуществления
процесса проектирования интерактивных электронных средств обучения с трассировкой маршрутов прохождения обучения, при выделенных критериях оценки уровня знаний. Рассмотрены различные методы автоматизированного проектирования дисциплинарного курса.
