Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ проблемы управления AM 12
1.1. AM как фактор повышения качества образования 12
1т2. Анализ задач и процессов управления AM и их информационного сопровождения 18
1.3. Анализ известных исследований в области информационного сопровождения и управления AM 30
1.4. Цели и задачи исследования 36
Выводы по главе 1 38
Глава 2. Разработка концепции поддержки принятия решений при управлении AM 40
2.1. Подходы к управлению AM 40
2.2. Структурная схема СППР при управлении AM 53
2.3. Системное моделирование процессов AM 59
Выводы по главе 2 67
Глава 3. Модели и методы управления и представления знаний в СППР ..
3.1. Модели и методы управления AM 68
3.2. Извлечение и структурирование знаний, модели представления знаний при управлении AM 81
3.3. Алгоритмическое обеспечение СППР 92
Выводы по главе 3 100
Глава 4. Программная реализация и анализ эффективности на конкретных примерах 101
4.1. Программное обеспечение прототипа СППР 101
4.2. Результаты исследований по сопоставительному анализу образовательных программ российских и зарубежных вузов 106
4.3. Анализ отчетов по AM в университете 117
4.4. Оценка эффективности управления AM при использовании разработанного прототипа СППР 122
Выводы по главе 4 127
Заключение 129
Список литературы
- Анализ известных исследований в области информационного сопровождения и управления AM
- Структурная схема СППР при управлении AM
- Извлечение и структурирование знаний, модели представления знаний при управлении AM
- Результаты исследований по сопоставительному анализу образовательных программ российских и зарубежных вузов
Введение к работе
Актуальность темы
С целью развития системы высшего образования концепцией долгосрочного социально-экономического развития России на период до 2020 г. определены такие целевые ориентиры, как формирование инфраструктуры и институциональных условий академической мобильности (AM) студентов и преподавателей. На уровне вуза они связаны с разработкой организационно-управленческой модели и созданием условий для развития процессов академической мобильности.
Введение системы оценки деятельности российских вузов по развитию AM в качестве компонента в официальные системы оценки вузов (рейтинг вузов, показатели государственной аккредитации) входит в предложения по перечню приоритетных шагов для решения краткосрочных и долгосрочных задач в системе высшего образования.
Программы AM относятся к числу стратегических направлений развития сотрудничества вузов с целью объединения усилий в сфере образовательной и исследовательской деятельности; разработки образовательных программ и технологий, ориентированных на высокие результаты; повышения качества образования и конкурентоспособности на российском и международном рынке образовательных услуг. Участие в программах AM, где студенты, аспиранты и преподаватели повышают качество образования за счет использования передового опыта зарубежных вузов-партнеров, способствует усилению конкурентоспособности и поднятию рейтинга университета на российском и международном рынке образовательных услуг.
Всестороннее изучение процессов развития AM студентов отражено в работах зарубежных ученых П. Блюменталь, Н. Варгхис, В. Найду, Г. Нив, У. Тайхлер, Ф. Альтбах, М. Вейра, М. Келоу, Дж. Найт и др. Среди отечественных ученых, чьи труды посвящены вопросам студенческой AM можно назвать Е. И. Артамонову, Н. И. Башмакову, В. А. Галичина, Л. А. Герасимову, П. С. Красовского, Т. В. Ляпину, С. С. Мкртчяна, В. А. Садовничего, Р. В. Светлова и др.
Вопросы управления процессами AM отражены в работах О. О. Мартыненко, Н. В. Жуковой. В УГАТУ проблемы развития процессов AM, управления процессами AM в вузе, а также вопросы поддержки принятия решений при управлении разработкой образовательных программ (ОП) с учетом зарубежного опыта, на основе использования инструментов инженерии знаний для обеспечения сопоставимости образования отражены в работах М. Б. Гузаирова, Н. И. Юсуповой.
Современные методы поддержки принятия решений с использованием интеллектуальных технологий берут начало в работах таких российских и зарубежных ученых, как Н. А. Амосов, Т. А. Гаврилова, Л. Заде,
Ю. И. Нечаев, Г. С. Осипов, Д. А. Поспелов, Э. В. Попов, В. Л. Стефанюк, Э. А. Трахтенгерц и др.
Анализ вопросов, отраженных в рассмотренных работах, позволил сделать вывод о недостаточной проработанности вопросов поддержки принятия решений при управлении процессами AM. В данном исследовании рассматриваются AM как фактор повышения качества образования, модели управления процессами AM и вопросы поддержки принятия решений при управлении AM в масштабах вуза.
Цели и задачи исследования
Целью диссертационной работы является повышение эффективности управления процессом академической мобильности на основе использования научно-обоснованного подхода для поддержки принятия решений.
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:
Сформулировать требования к системе поддержки принятия решений на основе анализа процессов управления и информационного сопровождения AM в вузе;
Разработать концепцию построения системы поддержки принятия решений (СППР) при управлении AM и наличии слабоструктурированных данных на основе интеллектуальных технологий;
Разработать модели и методы управления AM, системные модели СППР, модели представления знаний о программах AM и образовательных программах на основе методики извлечения и структурирования знаний для исследуемой предметной области;
Разработать алгоритмическое обеспечение для реализации предложенной СППР при управлении AM на основе применения интеллектуальных технологий;
Разработать программное обеспечение прототипа СППР на основе предложенной концепции и провести исследования эффективности разработанной концепции на реальных данных.
Методы исследования
При проведении диссертационного исследования были использованы методы системного анализа, теории управления, теории принятия решений, системного моделирования, инженерии знаний, сетей Петри, моделирования информационных систем. При разработке прототипа программного обеспечения использовался объектно-ориентированный подход.
Научная новизна результатов
Научная новизна результатов заключается в следующем:
1. Разработанная концепция построения СППР при управлении AM
в отличие от известных основана на использовании в ней совокупности
концептуальных принципов, моделей, методов и технических решений,
позволяющих обрабатывать слабоструктурированные данные на основе
инженерии знаний в условиях ситуационного управления. Это позволяет ускорить процедуру принятия решений на основе формирования обоснованных альтернатив. Системные модели, впервые разработанные для информационной поддержки принятия решений при управлении AM позволяют определить и разработать системное структурированное представление знаний о предметной области.
Разработанные ситуационные модели для управления AM на основе иерархических раскрашенных сетей Петри с приоритетами, методы управления AM (мониторинг AM в вузе, оценка ситуации, прогнозирование развития ситуации и последствий управленческих решений, учет прецедентов), в отличие от известных, используются впервые для управления процессами AM, характеризующимися многообразием ситуаций и сильной зависимостью от поведения субъекта академической мобильности в новой для него обстановке. Использование данных моделей и методов в СППР позволяет обеспечить ЛПР своевременной информацией для принятия решений при управлении AM. Впервые разработанные для информационной поддержки управления AM на основе методики извлечения и структурирования знаний семантические сети программ академической мобильности, образовательных программ базового и принимающего вузов, модели представления знаний о ситуациях, продукционные модели позволили разработать схемы баз данных и базы знаний СППР.
Впервые разработанное алгоритмическое (алгоритм подбора программы AM, алгоритм проведения отбора студентов для участия в программе AM, алгоритм формирования индивидуального графика и плана участника AM, алгоритм признания результатов) обеспечение позволяет реализовать предложенную концепцию построения СППР при управлении AM.
Разработанный прототип СППР при управлении AM реализован на основе предложенных моделей, методов и алгоритмов, что обуславливает новизну и обеспечивает эффективное функционирование программных блоков и модулей СППР при управлении AM.
Практическая ценность результатов
Практическую ценность диссертационного исследования составляет прототип СППР при управлении AM, разработанный на основе предложенных концепции, моделей, методов, алгоритмического и информационного сопровождения управления AM и позволяющий обеспечить информационную и интеллектуальную поддержку ЛПР при управлении AM на основе ситуационного подхода к управлению с учетом наличия слабоструктурированных данных.
Практическую ценность составляют методика использования аппарата сетей Петри для построения моделей управления AM, методика использования продукционных моделей и семантических сетей для представления знаний, необходимых при управлении AM.
Практическую ценность составляют результаты анализа эффективности предложенного подхода на реальных примерах с использованием прототипа СППР, результаты сопоставительного анализа образовательных программ российского и зарубежных университетов, лидирующих в области информатики по академическому рейтингу университетов мира ARWU, результаты анализа AM в УГАТУ.
Внедрение результатов и связь темы исследования с научными программами
Основные результаты диссертационной работы используются на факультете информатики и робототехники в виде алгоритмического, информационного сопровождения и прототипа СППР при управлении академической мобильностью. Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре вычислительной математики и кибернетики.
Работа является частью научных исследований, выполненных в рамках научно-исследовательской работы по теме «Исследование интеллектуальных технологий поддержки принятия решений и управления для сложных социально-экономических объектов», поддержанной грантом РФФИ 09-07-00408-а «Распределенная интеллектуальная система поддержки принятия решений при выполнении проектов фундаментальных исследований сложных систем», грантом Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации № НШ - 65497.2010.9 «Теоретические и методические основы разработки информационных систем, а также их применения в промышленности и в социально-экономической среде с учётом тенденций развития информационных технологий».
Апробация работы
Основные научные и практические результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях и семинарах:
VII Международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в университете», Екатеринбург, Россия, 2010;
15-я Байкальская всероссийская конференция «Информационные и математические технологии в науке и управлении», Иркутск - о. Байкал, Россия, 2010;
12-я Международная конференция, «Компьютерные науки и информационные технологии», Москва - С.Петербург, Россия, 2010;
Международная конференция «Инновационные информационные технологии: теория и практика», Дрезден, Германия, 2010;
Международная конференция «Международная конференция по прикладной информатике и математическим методам в экономике», Уфа, Россия, 2010;
4-й Российско-немецкий семинар «Инновационные информационные технологии: теория и практика», Уфа, Россия, 2011.
Публикации
Основные положения и результаты исследований по теме диссертации опубликованы и непосредственно отражены в 8 статьях, из них 3 - в изданиях, входящих в перечень ВАК, получено 1 свидетельство о регистрации программы.
Объем и структура работы
Анализ известных исследований в области информационного сопровождения и управления AM
Так, например, в МИСиС структурным подразделением является Управление международной AM, которое выступает организатором и координатором международных ОП и научно-исследовательских проектов вуза, осуществляет внешние связи с зарубежными партнерами, способствует расширению научного, педагогического обмена, а также направляет за рубеж студентов, аспирантов и сотрудников вуза [9].
Управление включает четыре отдела: международных ОП, протокольный, по работе с иностранными учащимися и образовательный центр иностранных языков. Каждый отдел имеет свои задачи и выполняет свои функции. Сотрудниками отдела международных ОП выполняются следующие функции: выполнение обязательств в соответствии с двусторонними соглашениями и договорами о сотрудничестве с зарубежными партнерами; обеспечение информацией в рамках программ AM; организация конкурсного отбора; организация и содействие в программах учебных и научных стажировок; подготовка и организация приема и командирования учащихся и преподавателей для прохождения обучения (стажировки, производственной практики) в рамках договоров с зарубежными университетами и организациями; координация сотрудничества с иностранными посольствами по вопросам организации выезда учащихся и их пребывания в стране обучения, координация учебного процесса в зарубежных университетах-партнерах. В протокольном отделе и отделе по работе с иностранными студентами решаются задачи интеграции университета в мировое образовательное и научное сообщество, формирования и поддержания репутации университета как образовательного и научного центра мирового уровня, развития международных связей университета и достижения иных целей, стоящих перед университетом в области международного сотрудничества. Образовательный центр иностранных языков занимается языковой подготовкой.
В ВГУЭС [10] структурным подразделением, управляющим академической мобильностью, является Управление международных связей (УМС), в состав которого входят 3 отдела со следующими функциями [8]: протокольный отдел: документальное сопровождение AM, прием иностранных делегаций; отдел международных программ: организация обменных программ для студентов и ГШС, помощь в организации и проведении международных семинаров, конференций, администрирование договоров с вузами-партнерами, поддержка международной страницы сайта ВГУЭС; информационно-аналитический отдел: поиск и анонсирование грантов, помощь в написании заявок на гранты, отчеты о международной деятельности. Также во ВГУЭС функционирует Институт международного образования, который занимается организацией обучения иностранных студентов, включая подготовку по русскому языку. С целью создания инфраструктуры для адаптации и информирования иностранных студентов в структуре управления внеучебной работы ВГУЭС создан международный центр культурного сотрудничества. Вопросами формирования учебных планов совместных программ, индивидуальных планов мобильных студентов занимаются соответствующие кафедры и институты совместно с учебным управлением. Учебное управление также отвечает за выдачу участникам мобильности документов об образовании [8]. В ГУ-ВШЭ [11] структурным подразделением, управляющим академической мобильностью, является Управление международной академической мобильности, которое подразделяется на 3 отдела: отдел организации академической мобильности; отдел международных студенческих программ; отдел зарубежных командировок, виз и регистрации. Отдел организации академической мобильности выполняет следующие функции: координирует и обеспечивает необходимые условия пребывания иностранных гостей в ГУ-ВШЭ; обеспечивает административную поддержку исполнения регламента краткосрочного приглашения иностранных гостей в ГУ-ВШЭ за счет централизованных ресурсов; организует деятельность по поиску и освоению внебюджетных источников поддержки AM. Отдел международных студенческих программ выполняет следующие функции: информирует при помощи страницы Управление международной академической мобильности на корпоративном портале ГУ-ВШЭ, презентаций на факультетах и в структурных подразделениях ГУ-ВШЭ, других форм и методов распространения информации студентов, аспирантов и работников ГУ-ВШЭ о поступающих предложениях и возможностях участия в международных программах и проектах ГУ-ВШЭ, консультирует их в процессе подготовки документов и подачи заявок; разрабатывает и реализует регламенты, связанные с международной AM в ГУ-ВШЭ; организует конкурсные программы поддержки международной AM в ГУ-ВШЭ; проводит мониторинг стипендиальных программ, реализуемых в ГУ-ВШЭ зарубежными и российскими спонсорами и связанных с поддержкой международной AM; разрабатывает предложения о необходимых мерах по учебно-методическому обеспечению валидации учебных курсов и программ, созданию программ двойных дипломов, совместных аспирантур и других форм партнерства с зарубежными вузами; готовит документацию по учету международной академической мобильности ГУ-ВШЭ; готовит и предоставляет отчетную документацию по международной AM для федеральных органов исполнительной власти.
Структурная схема СППР при управлении AM
Всестороннее изучение процессов развития AM студентов отражено в работах зарубежных ученых П. Блюменталь [68], Н. Варгхис [69], В. Найду [70], Г. Нив [71], У. Тайхлер [72], Ф. Альтбах [75], М. Вейра [73], М. Келоу [74], Дж. Найт [75], А. Окада [76], Р. Роадс [77], П. Скотт [78], А. Смит [79], Н. Стромквист [80], Б. Уотчер [81], М. Эппл [82], Е. Мерфи-Лежен [83], В . Папациба [84] и др.
Среди отечественных ученых, чьи труды посвящены вопросам студенческой AM можно назвать Е.И. Артамонову [85, 90], В.И Байденко [86], Н.И. Башмакову, Вайпан В.А. [22], В.А. Галичина [17], Л.А. Герасимову, Гладких СР., Г. Горжелак, Л.С. Гребнева [88], В.В. Зайцева, Л.В. Зновенко [89], А.Р. Дарбиняна, А.Л. Демчук [90], В.А. Ильина, Ю.И. Калиновского, Карпухину Е.А.[17], Б.В Касевича, П.С. Красовского, А.В. Лукшин [90], Т.В. Ляпину, С.С. Мкртчяна, А.А. Муравьева [90], О.Н. Олейникова [90], А.В. Петрова, В.А. Садовничего, Р.В.Светлова, Ю.И. Сергеев [16], Н.В. Сёмин [90], С.А.Смирнова, П. Сорокина, Н.Н. Суртаеву, В.А. Трайнева, Г.Ф. Ткач, Т.А., В.М. Филиппова, В.Н. Чистохвалова, Ю.Е. Шабалина [87], Т.А. Ширину, Б. Яловецки и др.
Вопросы управления процессами AM отражены в работах О.О. Мартыненко, Н.В. Жуковой [8]. В УГАТУ проблемы развития процессов академической "мобильности, а также управления процессами AM в вузе отражены в работах Гузаирова М.Б., Юсуповой Н.И [92].
В работе А. В. Маркеловой [91] затронуты вопросы поддержки принятия решений при управлении разработкой образовательных программ, в том числе и с учетом зарубежного опыта, на основе использования инструментов инженерии знаний для обеспечения сопоставимости образования.
Комитетом Министров Совета Европы были сформулированы рекомендации [15] государствам-членам по AM. В одном из пунктов отмечено значение AM: «...мобильность академического персонала и учащихся "из" и "между" всеми частями Европы должна внести вклад в качество научных исследований, в обновление образования и, соответственно, вклад в Европейскую интеграцию, так же как и во взаимное уважение и понимание, в высшее образование, в образовательную систему в целом и, наконец, во все региональные и национальные культурные деяния».
В публикациях [16, 17] рассматривается история развития международной AM в области высшего образования, начиная с момента зарождения университетов в Европе вплоть до современности. Особое внимание уделяется теоретическому и технологическому развитию международных академических обменов в высшем образовании европейских стран на современном этапе развития высшей школы, характеристике AM в контексте Болонского процесса, анализу современных тенденций и факторов развития AM. Значительная часть работ [17, 18, 19] связанных с AM, содержит анализ законодательной базы, рекомендации по ее совершенствованию, а также ход ее изменения и организационные аспекты процесса в России.
Авторы [18] рассматривают организационные рамки и формы реализации образовательных программ. AM может быть реализована в следующих организационных рамках: индивидуальная инициатива; программа исследовательских или научных грантов; организация совместных образовательных или исследовательских программ.
В настоящее время наиболее распространенными формами реализации совместных образовательных программ являются: аккредитованные и валидированные программы (признание одним вузом эквивалентности программы другого вуза собственной образовательной программе с возможной выдачей собственного диплома выпускникам университета-партнера); программы двойных и совместных дипломов (согласование учебных планов и программ, методов обучения и оценки знаний студентов, взаимное признание результатов обучения в вузах-партнерах, наличие общих структур управления программой, выдача совместного диплома [20].
Основные препятствия для развития AM связанны с иммиграцией, признанием, недостаточностью финансовых стимулов, негибкостью пенсионных схем [19].
В Федеральной целевой программе развития образования на 2006 - 2010 годы в числе критериев оценки социально-экономической эффективности реализации программы перечислены: повышение мобильности профессионального образования, рост экспортного потенциала образования: расширение сотрудничества с европейскими странами в области обеспечения качества образования (увеличение количества вузов, прошедших институциональную и специализированную аккредитацию и внедривших системы управления качеством на основе международного стандарта); введение системы, обеспечивающей сопоставимость дипломов, путем внедрения легко сравнимых степеней, болонских студенческих документов (Европейский табель курсов, приложения к диплому (Diploma Supplement)), кредитов ECTS в накопительно-переводном формате), увеличение количества вузов, использующих эти инструменты; увеличение количества вузов, соответствующих международным требованиям (имеющих валидизацию); рост академической мобильности студентов, академического и административного персонала (увеличение количества выданных ссуд и грантов для финансового обеспечения академической мобильности студентов и преподавателей, увеличение числа граждан Российской Федерации в возрасте до 30 лет, участвующих в международных обменах); рост экспорта образовательных услуг (увеличение числа граждан других государств, обучающихся в учреждениях профессионального образования Российской Федерации [21].
В числе важнейших целевых индикаторов и показателей программы -доля иностранных студентов, обучающихся в российских учреждениях профессионального образования на коммерческой основе.
В книге [22] рассмотрены модели финансово-экономического обеспечения AM студентов и педагогических работников учреждений высшего профессионального образования и механизмы их внедрения. Дана оценка объемов затрат на осуществление программ AM и экономических последствий применения предлагаемых схем их финансирования.
Авторы [19] рассматривают механизмы реализации AM в ВУЗах, распределение ответственности, права и обязанности участников процесса; перечень нормативных и регламентирующих документов, используемых в процессе организации AM в ВУЗах, сравнительный анализ опыта ВУЗов по реализации AM в ВУЗах, проблемы реализации AM и меры их решения.
Современные методы поддержки принятия решений с использованием интеллектуальных технологий берут начало в работах таких российских и зарубежных ученых, как В. М. Глушков, Н. А. Амосов, Д. А. Поспелов, Н. Винер, М. Минский, О. И. Ларичев, Ж.-Л. Лорьер, Ф. Розенблатт, С. Пейперт, В. Л. Стефанюк, В. П. Гладун, В. Н. Вагин, А. В. Еремеев, Э. В. Попов, Г. С. Осипов, Э. А. Трахтенгерц, Н. Г. Загоруйко, А. Н. Борисов, В. К. Финн и др.
Важные результаты в области интеллектуальных систем и инженерии знаний были получены Д. А. Поспеловым [28], Г. С. Осиповым, В. Л. Стефанюком, Т. А. Гавриловой [39, 40], Ю. И. Нечаевым, Л. Заде, П. Уинстоном и др.
Анализ вопросов, отраженных в рассмотренных работах позволил сделать вывод о недостаточной проработанности вопросов поддержки принятия решений при управлении процессами AM. В данном исследовании рассматриваются AM как фактор повышения качества образования, модели управления процессами AM и вопросы поддержки принятия решений при управлении AM в масштабах вуза.
Извлечение и структурирование знаний, модели представления знаний при управлении AM
Ситуации описываются с помощью ситуационных языков и моделей, среди которых выделяют следующие:
Язык ситуационного управления. Основной единицей этого языка является простая ядерная конструкция в виде тройки (xzy), в средней позиции которой находится некоторое отношение или действие, а в крайних позициях -понятия. Понятия могут быть целыми простыми ядерными конструкциями [28].
Дискретные ситуационные сети. Каждая вершина сети принадлежит одному из трех конечных множеств: множество истоков, множество стоков, множество решателей. Вводятся 2 множества: объектов и характеристик. Две вершины соединены, если объекты могут попадать из одной вершины в другую, минуя остальные вершины сети. Функционирование истока заключается в порождении в каждый такт функционирования сети одного или несколько объектов с заданными характеристиками в соответствии с законом их порождения. Функционирование стока заключается в устранении из сети объектов, попавших в сток. Ре шатель может либо представлять собой либо задержку на определенное число тактов, либо менять характеристики объектов, либо выбирать альтернативу движения объекта [28].
RX-код. В этом языке используются только понятия и отношения. Каждое понятие, кроме базовых, задается стандартным выражением вида: хп — г1х1г2х2 ...гп_1хп_1, где понятие хп определяется через понятия хгх2 ..-%„_! с помощью отношений хп = ггтг .гп_1 [28]. Исчисления предикатов. В этом языке можно выразить все то, что выразимо в языке ситуационного моделирования, если не учитывать модификаторы и все квантификаторы, кроме принятых в исчислении предикатов кванторов V и 3. Преимущество исчисления предикатов - наличие развитых процедур вывода [28]. Универсальный семантический код. Простой ядерной конструкцией в универсальном семантическом коде является тройка вида (SAO), в которой S соответствует субъекту, совершающему акцию А, а О объекту, на который направлена данная акция. Вводится замкнутая система операций, позволяющих из простых ядерных конструкций строить более сложные цепочки [28]. Дискретно-событийные графовые модели
Для описания развития ситуаций используются дискретно-событийные графовые модели, в частности, иерархические ситуационные модели, позволяющие достаточно эффективно задавать алгоритмы управления техническими объектами в виде иерархии ситуаций управления, условий переходов ситуаций, правил выдачи команд управления, а также других действий, предусмотренных в различных ситуациях. Ситуационные модели соединяют в себе ситуационные и иерархические свойства. Процесс управления рассматривается как последовательная смена ситуаций, с каждой из которых связаны определенные управленческие решения. Управляющая система, интерпретируя ситуационную модель, должна отслеживать текущую ситуацию и формировать соответствующие этой ситуации управленческие решения. В качестве основы ситуационной модели используется граф переходов, вершины которого отождествляются с ситуациями, а дуги задают возможные переходы из одной ситуации в другую. Условия, при которых некоторая ситуация переходит в другую ситуацию, задаются в виде предикатов перехода, ассоциированных с дугами. Иерархические свойства модели выражаются в том, что ситуационные модели представляют собой иерархию графов переходов с заданными правилами интерпретации компонент [31].
Для реализации в ЭВМ семиотических языков используют языки представления знаний. Наиболее близким подходом к описанию семиотических конструкций является семантическая сеть. Однако сети очень медлительны при использовании операций поиска, поэтому конструкции часто представляют с помощью логики предикатов, фреймов и [32].
Для описания переходов ситуаций повсеместно используются дискретно-событийные модели различных видов (сети Петри - предикативные, раскрашенные, иерархические; конечные автоматы; иерархические ситуационные модели и т. п.) [33].
Наиболее подходящей моделью для AM являются сети Петри, вследствие простой реализации и развитого математического аппарата. Сети Петри Сети Петри представляют собой математический аппарат для моделирования динамических дискретных систем [34].
Один из способов задания сетей Петри - двудольный ориентированный граф, состоящий из вершин двух типов: позиций и переходов, соединённых между собой дугами. Вершины одного типа не могут быть соединены непосредственно [34].
Маркировка сети есть присвоение фишек позициям сетей Петри. Фишка -это примитивное понятие (подобно позициям и переходам). Фишки присваиваются (можно считать, что они принадлежат) позициям. Количество и положение фишек при выполнении сети Петри могут изменяться. Фишки используются для определения выполнения сети Петри [34].
Сеть Петри выполняется посредством запусков переходов. Переход запускается удалением фишек из его входных позиций и помещением в каждую из его выходных позиций по одной фишке для каждой дуги. Переход запускается, если он разрешен. Переход называется разрешенным, если каждая из его входных позиций имеет число фишек по крайней мере равное числу дуг из позиции в переход. Если в некоторой маркировке разрешено 2 или более перехода, то запускается любой из них. Запуски могут осуществляться до тех пор, пока существует хотя бы один разрешенный переход. Когда не останется ни одного разрешенного перехода, выполнение прекращается [34].
Состояние сети Петри определяется ее маркировкой. Запуск перехода изменяет состояние сети Петри посредством изменения маркировки сети [34]. Некоторые расширения сетей Петри [35]:
Сеть Петри с приоритетами - сеть Петри, дополненная множеством приоритетов, элементы которого частично упорядочены отношением (меньше или равно), с каждым переходом сети связан его приоритет. Правило запуска переходов в сетях с приоритетом следующее: если несколько переходов готовы сработать, то срабатывает любой такой переход, приоритет которого не меньше приоритетов остальных готовых к срабатыванию переходов [35].
Раскрашенная сеть Петри - сеть Петри, в которой фишкам приписаны некоторые признаки, например, различные цвета, а условия срабатывания переходов и правила изменения разметки сети задаются специальной таблицей, учитывающей признаки фишек. Введение признаков фишек позволяет избежать дублирования фрагментов сети в сложных системах [35].
Иерархические сети служат для моделирования иерархических систем, которые, наряду с неделимыми, атомарными компонентами, содержат составные компоненты, сами представляющие собой системы (быть может, также иерархические) [35].
В иерархических сетях множество переходов разбивается на два непересекающихся подмножества: простые и составные переходы. Составной переход имеет внутреннюю структуру и является по существу самостоятельной (иерархической) сетью [35].
Результаты исследований по сопоставительному анализу образовательных программ российских и зарубежных вузов
При разработке прототипа СППР использовалась концепция «быстрого прототипа», суть которой заключается в том, что система строится последовательно, от простого к сложному. Такие этапы разработки СППР как идентификация, концептуализация и формализация были описаны в предыдущих главах и их результаты используются на этапе разработки прототипа.
Среда разработки Visual Studio представляет собой полный набор средств разработки для создания веб-приложений ASP.NET, XML (веб-службы), настольных приложений и мобильных приложений. Все языки (Visual Basic, Visual С# и Visual C++) используют единую интегрированную среду разработки (IDE), которая позволяет совместно использовать средства и упрощает создание решений на базе нескольких языков. Microsoft Visual Studio - мощная среда разработки, обеспечивающая высокое качество кода на протяжении всего цикла разработки ПО, от проектирования до разработки [46].
Visual С# является реализацией языка С# корпорацией Майкрософт. Visual Studio поддерживает Visual С# с полнофункциональным редактором кода, компилятором, шаблонами проектов, конструкторами, мастерами кода, мощным и простым в использовании отладчиком и многими другими средствами. Библиотека классов .NET Framework предоставляет доступ ко многим службам операционной системы и другим полезным, правильным классам, что существенно ускоряет цикл разработки [46].
Microsoft SQL Server 2008 - это законченное предложение в области баз данных и анализа данных для быстрого создания масштабируемых решений электронной коммерции, бизнес-приложений и хранилищ данных. В SQL Server включена поддержка языка XML и протокола HTTP, средства повышения быстродействия и доступности, позволяющие распределить нагрузку и обеспечить бесперебойную работу, функции для улучшения управления и настройки, снижающие совокупную стоимость владения Платформа бизнес-анализа SQL Server 2008, тесно интегрированная с Microsoft Office, предоставляет развитую маштабируемую инфраструктуру для внедрения мощных возможностей бизнес-анализа в рабочий процесс, открывая доступ к нужной бизнес-информации через интерфейс MS Excel и MS Word.
MS SQL Server-2008 предлагает разработчикам развитую, удобную и функциональную среду программирования, включая средства работы с веб службами, инновационные технологии доступа к данным - все, что необходимо для эффективной работы с данными любых типов и форматов [48]. ADO.Net [49] ADO.NET - это часть Microsoft .NET Framework, т.е. набор средств и слоев, позволяющих приложению легко управлять и взаимодействовать со своим файловым или серверным хранилищем данных.
В NET Framework библиотеки ADO.NET находится в пространстве имени System.Data. Эти библиотеки обеспечивают подключение к источникам данных, выполнении команд, а также хранилище, обработку и выборку данных (Рисунок 38).
ADO.NET позволяет взаимодействовать с базой данных автономно, с помощью отличенного от базы кеша данных. Автономный доступ к данным необходим, когда невозможно удерживать открытое физическое подключение к базе данных каждого отдельного пользователя или объекта.
Важным элементом автономного доступа к данным является контейнер для табличных данных, который не знает о СУБД. Такой незнающий о СУБД автономный контейнер для табличных данных представлен в библиотеках ADO.NET классом DataSet или DataTable.
Пример работы модуля мониторинга представлен на Рисунок 40. Мониторинг AM представляет определение в ситуации какого типа находится каждый из участников. Участники, находящиеся в критических ситуациях помечаются красным цветом, находящиеся в предкритических - желтым. Шаг определения предкритических ситуаций, т.е на сколько дней вперед определяется возникнут ли критические ситуации, если ничего не изменится, задается в настройках. При клике на участников в критических или предкритических ситуациях появляется более подробная информация о самом участнике, тип критической ситуации, комментарий к ней и управляющее решение.
Результаты исследований по сопоставительному анализу образовательных программ российских и зарубежных вузов Сопоставительный анализ ОП российских и зарубежных вузов служит основой для принятия решений при составлении документов, необходимых при управлении AM. Сопоставительный анализ образовательных программ российского и американских университетов
Выбранные университеты являются лидирующими в области информатики по академическому рейтингу университетов мира ARWU [54]. В системе высшего образования США не существует общего для всех ВУЗов аналога направлениям подготовки бакалавров российских университетов, что усложняет сравнение образовательных программ такой обширной области как информатика. В университете Стэнфорд для получения степени бакалавра в области информатики необходимо пройти обучение по одному из следующих направлений: Искусственный интеллект, Биоинформатика, Компьютерная графика, Взаимодействие с человеком, Теория информации, Компьютерные системы, Теория вычислительных технологий, или сформировать направление самостоятельно, учитывая университетские требования. В ОП различных направлений существуют различия только в обще профессиональных дисциплинах, но определены минимальные требования к общепрофессиональным дисциплинам, к основам компьютерных и технических наук, одинаковые для всех направлений. Для сравнения возьмем ОП направления Теории информации.
В университете МИТ и Беркли степень бакалавра можно получить в двух областях, связанных с информатикой: компьютерных и технических наук (Computer Science and Engineering), электротехники и информатики (Electrical Engineering and Computer Science). Эти программы имеют аккредитацию ABET [55]. Как и в университете Стэнфорд, между двумя направлениями существуют различия в общепрофессиональных дисциплинах. В университете Беркли возможно комбинирование предметов с разных направлений. Для проведения анализа возьмем ОП направления Компьютерных и технических наук.
В университете Карнеги-Меллон факультет информатики проводит обучение бакалавров по направлениям Информатики, Биоинформатики, Информатики и Изобразительного искусства, Информатики и Музыки. В данной работе будет использован ОП направления Информатики.
