Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Исследование информационного и программного обеспечения информационных систем факультета вуза 8
1.1. Учебный процесс вуза в современных условиях 8
1.2. Исследование показателей качества подготовки специалиста в вузе 12
1.3. Содержательный анализ программных средств управления учебным процессом факультета вуза 29
Глава 2 Количественный анализ информационных систем управления учебным процессом факультета вуза 42
2.1 Декомпозиция информационных систем управления учебным процессом факультета вуза 42
2.2 Анализ информационных систем управления учебным процессом по критерию функциональной полноты 44
2.3 Выделение ядра функций программной системы управления учебным процессом факультета вуза 61
Глава 3 Экономико-статистическое исследование процессов эксплуатации и внедрения информационной системы управления учебным процессом факультета вуза 73
3.1 Разработка программного обеспечения информационной системы факультета вуза с применением технологии Intranet 73
3.2 Использование метода и системы имитационного моделирования для анализа экономической эффективности информационной системы 82
3.3 Моделирование трудозатрат на подготовку баз данных информационной системы управления учебным процессом факультета 83
3.4 Экономико-статистическое исследование и моделирование процессов эксплуатации и внедрения информационной системы факультета вуза 97
3.4.1 Анализ функциональных операций информационной системы управления учебным процессом факультета 97
3.4.2 Исследование объемных и временных параметров процессов эксплуатации и внедрения информационной системы управления учебным процессом факультета 99
3.4.3 Моделирование трудозатрат на эксплуатацию функционирования программных средств управления учебным процессом факультета 102
Заключение 3 08
Библиографический список использованных материалов 110
Приложение 126
- Содержательный анализ программных средств управления учебным процессом факультета вуза
- Анализ информационных систем управления учебным процессом по критерию функциональной полноты
- Выделение ядра функций программной системы управления учебным процессом факультета вуза
- Моделирование трудозатрат на подготовку баз данных информационной системы управления учебным процессом факультета
Введение к работе
Социально-экономическое развитие современного общества определяет вырастающую актуальность вопросов качества подготовки специалистов с высшим образованием. Наличие необходимых знаний, опыта, профессиональной интуиции, умения приобретать и использовать новые знания становятся обязательными условиями успешной деятельности специалиста. Достаточно вспомнить, что объем знаний человечества удваивается в течение десяти лет, а в сфере информационных технологий - за полтора-два года. Подготовка специалистов высокого класса является единственным условием выживания высшего учебного заведения в рыночной экономике.
С целью повышения качества подготовки специалистов разрабатываются информационные системы управления учебным процессом вуза. За последние три десятилетия накоплен значительный опыт автоматизации решения задач управления вузом. В настоящее время в эксплуатации находится большое число информационных систем для управления учебным процессом в вузе, различных по структуре, составу решаемых задач, комплексу используемых программно-технических средств и другим характеристикам.
Для обеспечения возможности обоснованного сравнения и выбора информационной системы (ИС), для оценки экономической эффективности применения компьютерных технологий необходимо провести исследование информационных систем управления учебным процессом. Это позволит выработать экономически обоснованные рекомендации по применению информационных систем с целью повышения качества подготовки специалистов и снижения трудозатрат на управление вузомї
В качестве объекта исследования, выступает система управления учебным процессом факультета вуза.
Предметом исследования являются информационные процессы в системе управления вузом-
Цель диссертационного исследования - анализ и совершенствование
і информационного обеспечения системы управления учебным процессом вуза.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:
проанализировать используемые в различных вузах и описанные в литературе ИС управления учебным процессом» выявить основные принципы и технологии их построения;
оценить статистические характеристики и законы распределения объемных и временных параметров процессов функционирования ИС управления
*.# учебным процессом;
определить перечень функций, реализуемых существующими ИС управления учебным процессом;
провести сравнительный количественный анализ вузовских ИС, предназначенных для управления учебным процессом по критерию функциональной полноты. Усовершенствовать программное средство (ПС) для автоматиза-
[^ ции этого анализа и для осуществления обоснованного выбора информацион-
! ной системы потребителем;
- разработать систему имитационного моделирования для исследования
экономической эффективности ИС-Построить экономико-математические модели для оценки времени выполнения функциональных операций.
Инструментарий исследования составили методы математической ста
тистики и системного анализа, метод групповых экспертных оценок (ГЭО), ал-
* горитм сравнения сложных систем по критерию функциональной полноты, ме-
тодика оценки экономического качества ПС и современное программное обеспечение общего назначения: MS Excel, Borland Delphi и др.
В качестве эмпирической базы исследования выступали данные о временных и объемных параметрах вузовских информационных систем-
Научная новизна диссертационного иездеддвания. Новыми являются:
1) результаты формализованного анализа существующих ИС управления учебным процессом по критерию функциональной полноты, позволяющие ко-
б личественно оценить степень соответствия ИС требованиям пользователя и сделать обоснованный выбор;
2) перечень функций и функциональных операций, выполняемых суще
ствующими ИС управления учебным процессом факультета вуза;
сформированный с использованием процедуры ГЭО и аналитических методов список функций, которые должны быть включены в состав обязательных, реализуемых каждой вузовской ИС;
результаты статистического анализа информационных процессов в системе управления вузом, позволившие:
а) оценить статистические характеристики времени и числа выпол
нений всех функциональных операций;
б) выдвинуть и проверить гипотезы о законах распределения слу
чайных величин в ИС управления учебным процессом;
в) получить исходную информацию для оценки затрат живого и
овеществленного труда на выполнение каждой функциональной операции;
5) совокупность имитационных и регрессионных моделей, предназна
ченных:
а) для расчета математического ожидания, дисперсии и оценки за
кона распределения трудозатрат на выполнение всего комплекса функциональ
ных операций;
б) для оценки статистических характеристик и законов распределе
ния затрат живого труда на формирование баз данных;
в) для расчета статистических характеристик и законов распреде
ления времени ручного и автоматизированного выполнения различных под
множеств функциональных операций;
6) разработанное на основе результатов исследований информационное
обеспечение системы управления вузом - программная система, построенная на
принципах технологии Intranet, Система поддерживает весь набор функцио
нальных операций, включенных в ядро, и позволяет существенно снизить за-
траты живого и овеществленного труда на эксплуатацию информационного обеспечения системы управления;
7) разработанные для инструментальной поддержки исследования про
граммные средства; :
а) система имитационного моделирования;
б) система сравнения ИС по критерию функциональной полноты;
в) система для проведения активных экспериментов с ИС.
На защиту выносятся следующие положения, результаты ивыврдьу:
41 1. Полученные в процессе формализованного анализа количественные
опенки степени функциональной полноты существующих вузовских ИС; перечень функций, которые должны быть включены в состав обязательных, реализуемых каждой вузовской ИС
2. Имитационные и регрессионные модели, оригинальные по структуре
и составу факторов, позволившие впервые получить оценки математического
х ожидания, дисперсии и законов распределения трудозатрат на выполнение
комплекса функциональных операций; оценки статистических характеристик и законов распределения затрат живого труда на формирование баз данных; оценки статистических характеристик и законов распределения времени ручного и автоматизированного выполнения различных подмножеств функциональных операций.
3- Разработанное программное обеспечение системы управления
0 учебным процессом в вузе, построенное на принципах технологии Intranet и
имеющее ряд существенных преимуществ перед известными ПС по составу
выполняемых функций, по возможностям расширения> по величине затрат жи
вого и овеществленного труда на внедрение и сопровождение. А также ориги-
: нальные ПС для инструментальной поддержки проводимых исследований, в
1 том числе: система имитационного моделирования, компьютерная программа
для анализа и сравнения информационных систем по критерию функциональной полноты и ПС для реализации активных экспериментов с ИС.
Содержательный анализ программных средств управления учебным процессом факультета вуза
Использование информационных систем в вузах начато довольно давно и в 70-ых - 80-ых годах оно достигло своего пика, В это время публикуется большое число работ об автоматизированных системах управления (ЛСУ) вуза [2,85,103,104,128,143], автоматизированных обучающих системах (ДОС) и о моделях и методах управления вузом [8,100 09]. В настоящее время продолжается создание ИС вузов, разработка всевозможных обучающих и контролирующих систем. Рассмотрим смену технологий проектирования ИС применительно к ИС вуза.
Первоначально [19,29,104,128,143] господствовала централизованная обработка данных. При этом в качестве технических средств использовались ЭВМ малой серии и серии ЕС, в качестве СУБД применялись системы МАРС, ОКА, ИНЕС и т.п. Вся информация перемещалась между подразделениями вуза и вычислительным центром (ВЦ) в бумажном виде. При всех недостатках такой организации (прежде всего из-за дублирования информации) имелось то достоинство, что все процессы обработки данных протекали в одном месте - в ВЦ, В этом случае все проблемы возникающие при работе системы решались здесь же в оперативном порядке. Не было необходимости тщательно продумывать интерфейс систем, поскольку с ними работали профессиональные операторы.
Информационная система разбивалась на несколько подсистем [103,128], примерами подсистем могут служить; контингент студентов, сессия, стипендия, абитуриент, контроль исполнения поручений, кадры и т.п. Все подсистемы были взаимосвязаны и обмен информации проходил достаточно легко. Так, из подсистемы «Абитуриент» данные о поступивших студентах передавались в подсистему «Контингент», отсюда списки студентов формировались для передачи в подсистему «Сессия», результаты сессии доставлялись для расчета стипендии в соответствующую подсистему и т.д.
Дальнейшее развитие ИС вуза связано с созданием и распространением персональных ЭВМ. Сначала отечественные ЕС-1840, Искра-1030 и т.п., затем импортные ЇВМ - совместимые ПЭВМ перевернули представление о проектировании ИС- В середине 30-ых годов и 90-ые годы намечается тенденция к переносу программных средств на рабочие места сотрудников. Этот подход преобладает и в настоящее время,
В этот период начинается создание автоматизированных рабочих мест (АРМ) на основе ПЭВМ. Преобладает индивидуальный стиль проектирования. Многие вузы и факультеты, особенно имеющие соответствующие специальности, создают АРМ декана, АРМ работника учебного отдела, АРМ руководите ля кафедры, АРМ ректора и т.п, силами своих студентов и преподавателей. Зачастую системы работают в автономном режиме, что ведет к дублированию информации.
Рассмотрим это утверждение подробнее. Так как ручной вариант обработки данных подвержен дублированию, то ликвидация дублирования всегда являлась одним из главных источников эффективности ИС. Например, учет данных о контингенте студентов ведется в следующих подразделениях вуза: в студенческом отделе кадров; в деканатах; у работника учебного отдела, ответственного за статистику.
Таким образом, происходит трехкратное дублирование данных. Подобная схема помимо экономической неэффективности чревата ошибками.
Использование автономных программных средств (ПС) не избавляет от дублирования, а порой и увеличивает его. Иногда происходит двойное ведение информации - на машинных носителях (в базах соответствующих АРМов) и на бумаге. Эта схема вместо экономии трудозатрат может привести к их увеличению. Отсюда следует вывод - принцип однократного хранения и многократного использования информации может быть реализован лишь в условиях локальной вычислительной сети (ЛВС).
В дальнейшем, по мере развития аппаратных и программных средств ЛВС, вузы стали строить ИС с использованием сети для обмена информации между АРМами, Организация работы с ЛВС достаточно сложна, и создание подобных систем требует координации, так как необходимо обеспечить использование единых систем классификации к кодирования и организовать своевременный обмен информации [29].
Путь, при котором каждое подразделение разрабатывает свой участок, как правило, не ведет к успеху. Но и лучшие системы, созданные специальными отделами вузов, не всегда работают эффективно, об этом говорит отсутст вие достаточно популярных систем, таких как «1С Бухгалтериям в бухгалтерском учете.
В настоящее время происходит бурное развитие новых технологий -«клиент-сервер» и Intranet. Эти технологии позволяют во многом вернуться к достоинствам централизованной обработки данных. При этих технологиях в ВЦ концентрируется создание и управление центральной частью приложений, причем здесь же хранятся все данные, чем упрощается обмен информации между подразделениями.
Технология «Intranet» является развитием технологам «клиент-сервер» [18,98,126]. Эта схема позволяет унифицировать клиентскую часть приложений, оставляя конечным пользователям лишь одно ПС - WEB-браузер, с помощью которого они получают доступ к данным. Intranet-технология может также служить мостом между разными программными средствами и конечным пользователем [18,126]. При этом накопленные вузом ПС могут и дальше использоваться-, предоставляя через протокол HTML свои выходные данные для конечных пользователей. Например, данные о кадрах преподавателей могут обрабатываться в соответствующем АРМе, при этом руководители вуза смогут со своей ПЭВМ, оснащенной Web-браузером просмотреть досье преподавателей.
ИС в вузах, основанные на централизованной обработке данных практически ушли в прошлое, прочие же системы с разной степенью эффективности используются и сегодня.
К настоящему времени в вузах используется множество прикладных программных средств. Некоторые из них предназначены для использования в учебном процессе, другие - для управления вузом. На рисунке 4 показана иерархия прикладных ПС, используемых в вузе и место в ней ПС управления учебным процессом факультета. Комментарий к ПС, представленным на рисунке 4 приведен в приложении П.
Анализ информационных систем управления учебным процессом по критерию функциональной полноты
Как уже упоминалось, к настоящему моменту создано большое число ИС, предназначенных для автоматизации управления учебным процессом на уровне факультета. Уровень данных систем самый разный» от программ, созданных студентами, до разработок НИИ высшей школы [103,104].
Для того, чтобы понять, какие из этих ИС подходят в современных условиях и сделать выбор для конкретного вуза необходимо определенным образом проанализировать существующие системы. Рассмотрим основные характеристики ЙС управления учебным процессом: функциональная полнота; применяемые технические средства и операционная система; -качество пользовательского интерфейса; трудоемкость работы с системой; надежность и т.п.
Сравнение ИС по критерию функциональной полноты [117] при наличии списка функций позволяет быстро соотнести данную систему с необходимым условным пакетом. Это позволяет значительно сократить список рассматриваемых систем.
Качество пользовательского интерфейса зависит, в первую очередь, не от средств разработки и операционной системы, а от самих разработчиков. Существуют приложения, работающие в операционной системе MS DOS, способные обеспечить комфорт и удобство пользователя в большей степени, чем новей-шие системы, работающие в операционной системе Windows 98.
Сравнение пользовательского интерфейса можно провести экспертным путем, причем это требует больших затрат. Возможны два варианта; либо выделение экспертами необходимых черт интерфейса с проверкой их наличия у исследуемой системы, либо непосредственное сравнение систем экспертами.
При первом варианте группа экспертов оценивает некоторые свойства интерфейса ИС, например, наличие возможности доступа в любом месте к списку студентов, наличие возможности отмены изменений и т.п. Эти свойства ранжируются и им присваиваются веса. При выборе системы используется полученный в результате экспертизы список. Достоинство подхода состоит в том, что экспертиза проводится один раз и для сравнения двух систем, необходимо лишь проверить наличие у той или иной системы этих свойств. Недостаток подхода в том, что интерфейс рассматривается, как бы по частям, а не в целом, и плохо скомпонованные системы могут пройти отбор. Описанный подход должен использоваться в первую очередь для отсева систем, не обеспечивающих достаточное качество интерфейса, а не для окончательного выбора.
Второй подход [123], подразумевающий непосредственное сравнение систем, требует большого числа экспертов, имеющими опыт работы как минимум с двумя системами из рассматриваемого списка, причем в разной последовательности. Такой подход следует использовать для конечного выбора по интерфейсу из двух-трех систем.
Трудоемкость использования ИС - это главный показатель, так как экономическая эффективность достигается прежде всего за счет экономии рабочего времени. Сравнение систем по трудоемкости [120] требует достаточно сложных исследований [136] следовательно этот критерий нужно использовать только для окончательного выбора ИС,
Надежность ИС может быть проверена путем спланированного тестирования, либо реальной эксплуатацией в течение длительного времени. Важными факторами обеспечения надежности являются наличие средств автоматического восстановления после сбоя питания, ведение журнала сбоев, корректное завершение работы при критических ошибках.
Таким образом, самым простым способом изучения информационных систем управления учебным процессом является анализ по критерию функциональной полноты. В некоторой степени надежность, качество интерфейса и защита информации могут быть проанализированы в рамках исследования функциональной полноты. Этому служат такие функции, как «Ведение журнала сбоев», «Контекстно-зависимая помощь» и т.п.
В ходе исследования ИС по критерию функциональной полноты рассматривались системы, которые используются или использовались в последние годы в следующих вузах: Алма-Атинский государственный университет Воронежский государственный университет Мордовский государственный университет Петрозаводский государственный университет Ростовская-на-Дону государственная академия строительства Ростовский-ка-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта Ростовская-на-Дону государственная экономическая академия Санкт-Петербургский университет Уральский государственный университет Уфимский государственный авиатехнический университет
В дальнейшем системы будут зашифрованы номерами 1-9, чтобы не создавать рекламу той или иной разработке. Номера не совпадают с позицией в вышеприведенном списке. Все системы будем обозначать символами РК . В приложении Б представлена матрица Х? которая показывает, какие из функций перечня, приведенного в приложении А, реализуются изучаемыми системами. Если функция] поддерживается системой і, то Х =І, в противном случае Х,рО. Для наглядности таблица транспонирована. По приведенным в приложении Б данным будем рассчитывать следующие показатели [122]
Выделение ядра функций программной системы управления учебным процессом факультета вуза
Экономическая эффективность, тем не менее - это не единственный показатель. Например, наличие такой функции ИС как «Учет студентов в академическом отпуске» вряд ли даст серьезную экономию. Действительно, за год в академический отпуск уходит не более десятка человек и столько - же возвращается. На внесение записи в учетную карточку требуется до пяти минут, следовательно данная функция не даст существенных результатов в плане прямой экономии. Тем не менее отсутствие этой функции может создать неудобство в работе, снизить достоверность данных, своевременность подачи информации и т.п. Все это оценить достаточно сложно Для определения ценности функции можно воспользоваться экспертными методами. Потребителем, заказчиком системы является деканат факультета. Непосредственным пользователем в большинстве случаев является секретари и методисты факультета, поэтому; именно они были привлечены для участия в качестве экспертизе. Экспертам выдавалась анкета, в которой необходимо было выполнить ранжирование функций (Форма анкеты приведена в приложении С). После каждого тура экспертизы экспертов знакомили с его результатами, В связи с большим количеством объектов экспертиза осуществлялась в два этапа: эксперты ранжировали блоки фуыкций5 а затем функции внутри каждого блока.
Рассмотрим экспертизу блоков. В результате трех туров опросов общая величина рассогласования стабилизировалась. В качестве меры рассогласования использовалось расстояние Кемени [119].
Для совершенствования информационной системы управления учебным процессом факультета вуза в рамках, настоящего диссертационного исследования разработано программное обеспечение. При разработке были использованы результаты анализа потребительского качества ИС, полученные нами ранее.
В таблице 27 представлены значения классификационных признаков для разработанного программного обеспечения.
Как видно из таблицы, при разработке программного обеспечения использовалась технология Intranet. Рассмотрим особенности, достоинства и недостатки программного обеспечения информационной системы факультета построенной с применением этой технологии.
В течение последних лет наблюдалось появление и развитие новой технологии проектирования информационных систем - технологии Intranet. В литературе [6,53,99Д01Д13Д14Д 15Д 16] отмечается бурный рост числа систем, ориентированных на новую технологию, в том числе и в сфере образования [20,33,41,93,95,126,133].
В публикациях отмечается, что использование internet-технологий внутри организации, а именно это чаще всего понимается под технологией Intranet [101], 8 ближайшее время опередит собственно Internet по инвестициям и объему информации [28,53]. Действительно, в большинстве случаев основной обмен информации происходит внутри организации, что справедливо и для вузов. В отечественной литературе последних лет приводятся различные способы использования сети Internet в вузе.
В первую очередь это реализация системы дистанционного образования [9,43,66,81,105,126,130]. Предлагается распространять через сеть организационную информацию, методические указания и задания. Рассматриваются вопросы дистанционного тестирования [9]. Можно считать, что здесь речь идет уже не столько об Internet, сколько об Extranet, виртуальной сети, связывающей организацию и ее партнеров [47], в данном случае студентов. На первый план, таким образом, выдвигаются проблемы безопасности и защиты данных. По ряду причин распространение WEB-образования в России не может быть слишком быстрым, этому мешает конкуренция со стороны зарубежных вузов, проблемы с законодательством [1], недостаточная распространенность доступа в Internet у граждан. Тем не менее со временем подобное образование будет развиваться, имеются даже предложения о создании «виртуальных» факультетов и целых вузов [66,81].
Другими целями использования Internet в вузе могут служить привлечение абитуриентов, реклама научного и методического потенциала вуза, распространение информации о проводимых конференциях, семинарах и т.п.
Вопросы тиражирования информации через Internet рассматриваются во многих работах [26,39,81,97,105], однако не совсем понятна конкретная выгода вуза от публикации результатов своей деятельности, экономического обоснования нигде не приводится- На сегодняшний день большинство серверов вузов содержат лишь ту информацию, распространение которой способно создать прямую рекламу [97]- Как видим, использование Internet в вузе не может идти ни в какое сравнение с возможностями использования Intranet.
Использование Intranet-технологий позволяет достичь определенных преимуществ по сравнению с традиционными технологиями и по сравнению с технологией Client-server. ПО управления учебным процессом факультета, работающее в рамках Intranet-сети имеет следующие преимущества:гибкость и масштабируемость [1,14,28,53,98,115,126,142]. Расширение и модификация Intranet-сети, в том числе и при замене серверного программного обеспечения, осуществляется безболезненно для пользователя;возможность постепенного перехода к Intranet с поэтапным расширением сети и вложением средств. [53,98,113]. Для Intranet характерна быстрая отдача вложенных инвестиций на каждом этапе [53];незначительные затраты при переводе локальной сети на принципы Intranet [113]. При наличии в организации локальной вычислительной сети переход потребует только подключения сетевого протокола TCP/IP, а при наличии доступа в Internet не понадобится и этого [28,99,142]; снижение стоимости разработки и внедрения программных средств вследствие использования стандартных средств проектирования [43,101,116]; относительно невысокая стоимость программного обеспечения, наличие бесплатного ПО [28,98,101,113,142]; независимость от конкретных программных средств и аппаратных платформ [98,101,113,115]. В Intranet-сети могут сосуществовать различные аппаратные платформы, операционные системы, Web-сервера и способы доступа к данным; возможность проводить все модификации программного обеспечения в вычислительном центре [28,53,114], Также происходит снижение затрат на поддержку клиентских систем [49,53,114], поскольку в условиях Intranet на рабочих местах пользователей не нужно иметь прикладное программное обеспечение; возможность сохранить практически все ранее используемые при кладные программные средства- Информация из этих программ доводится до конечного потребителя через Web-интерфейс [33,53,126]. Во многих вузах сегодня действуют различные прикладные программные средства: по учету кадров, системы кафедр к т.п. Все эти средства могут быть снабжены Web интерфейсом и предоставлять свою выходную информацию в Intranet-сеть вуза; единое программное средство для доступа информации - Web брау зер? универсальный клиент [28,53,116]- Как следствие происходит ускорение доступа к информации, поскольку она хранится в едином формате [28,53,98,114], появляется возможность поиска любой необходимой информации стандартными средствами [ЗЗД26]. Например, введя фамилию студента можно получить полный перечень Web-страниц, где она фигурирует: личная карточка, приказы, выговоры, публикации и т.п.; единый способ доступа к внутренней (Intranet) и внешней (Internet) информации [116]; простота работы [28,49 53Д 14], Обучение пользователей аналогично обучению работе с Internet, «Вследствие широкой распространенности браузеров большинство пользователей уже знакомо с их интерфейсом» [114]; «близость» информации потребителю [53]. Возможность руководителей и лиц принимающих решения получать нужную информацию через Web
Моделирование трудозатрат на подготовку баз данных информационной системы управления учебным процессом факультета
При внедрении ИС в эксплуатацию одной из главных статей затрат является подготовка баз данных. Занесение информации в ЭВМ с бумажных носителей может осуществляться тремя способами: - средствами СУБД; - с использованием ИС управления учебным процессом; - с помощью специально разработанных программ. Предполагаем, что заполнение конкретной базы данных осуществляется наиболее эффективным для данной базы способом. При расчете трудоемкости заполнения воспользуемся статистическим подходом [121]. В таблице 28 представлены статистические характеристики размеров баз данных. Не приведены малые служебные базы данных (например, справочник размеров стипендии, содержащий 2-3 записи). Так же в таблице нет баз, которые создаются и используются в течение учебного года, после чего удаляются, например, журнал «ссш\ч ститенди w та Дпшшс о времени заполнения и объемах баз данных собирались в институте
И и У в течение 5-ти лет [136], При этом использовались подпрограммы, внесенные в исходный код программной системы, которые фиксировали размеры баз данных в специальном файле. Для размеров наиболее значимых баз данных проведем анализ законов распределения. При анализе распределения воспользуемся критерием Пирсона [4]. На рисунке 14 пркведены эмпирические частоты размера базы «Студент» вместе с теоретическими частотами. Для данных, собранных в июле-августе, проведена коррекция по числу групп, то есть учтен тот факт, что студенты 5-го курса уже выпущены. Найдем критерий х дая данного случая. Критическое значение на уровне ех=0,05 составляет х\р = 19,0228. Фактическое значение меньше критического, следовательно расхождение между фактическими и теоретическими частотами следует признать случайным. Таким образом, объем базы «Студент» может быть аппроксимирован нормальным законом распределения. В дальнейшим уровень значимости будем принимать х=0,05. Так же проверен закон распределения объема базы «Учебный план», x2 p =14,0671 , х2 =7,9136. Фактическое значение меньше критического. Диаграмма приведена на рисунке 15, Для размера базы данных «Оценки студента»- х2ф - 10,6026 при критическом значении х2кр " 19,0228- Фактическое значение меньше критического. Диаграмма приведена на рисунке 16. Теперь рассмотрим временные затраты на ввод одной записи. Там, где это было возможно, информация считывалась автоматически [136], в иных случаях, использовался метод хронометража на рабочем месте. В таблице 29 приведены характеристики времени ввода одной записи. В базе 4 («Студенты в академическом отпуске») время ввода записи совпадает со временем ввода записи в базу 1 («Студенты»). Время ввода одной записи в большинстве случаев подчиняется асимметричному унимодальному закону распределения (см., например, рисунок 17). Тогда закон распределения задавался таблично.
Так же будем поступать, когда имеющиеся данные не позволяют осуществить проверку закона распределения (например, для редко изменяющейся базы специальностей), Для получения оценки трудозатрат на заполнение баз данных воспользуемся системой имитационного моделирования, описанной в предыдущем параграфе. Применение метода имитационного моделирования позволило оценить не только среднее значение и дисперсию времени заполнения всего набора баз данных, но и закон распределения. В таблице 30 представлена входная информация для системы моделирования. Число баз учебных планов соответствует числу записей в базе специальностей. Здесь tx - время, на ввод одной записи базы х, vx - объем этой базы, ТТх время, на ввод всей базы х, Т - время заполнения всех баз. Для нормального распределения.а - это математическое ожидание, и - сред-неквадратическое отклонение. Сначала рассчитывается значение предела (пусть, например, получилось число N), затем моделирование проводится N раз, при этом полученные результаты суммируются. Полученная сумма возвращается в качестве значения моделируемой переменной. int(x) - значение целой части х. В результате моделирования были получены оценки времени заполнения всех баз данных. Среднее значение составило 83,87 часов, среднеквадратичен ское отклонение - 3,36, коэффициент вариации 4%, 95% значений заключено в интервале { 77,55 ; 90,43 ). Рабочий модуль приведен в приложении Г Вид гистограммы позволяет сделать предположение о нормальном законе распределения. По результатам теста Пирсона гипотеза о нормальности под тверждается (2 31,1560, при критическом значении %2,ф 41,3372 ). Гистограмма приведена на рисунке 18. Таким образом, для заполнения всех баз данных информационной системы управления учебным процессом потребуется от 77,5 до 90,5 человеко-часов. На рисунке 19 приведена диаграмма, показывающая распределение временных затрат по базам.
Похожие диссертации на Моделирование информационных процессов в системе управления вузом
