Теория системной интеграции специализированных обеспечений САПР для сред поддержки открытого образования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, доктор технических наук Сидоркина, Ирина Геннадьевна

• Сидоркина, Ирина Геннадьевна
• доктор технических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор технических наук Сидоркина, Ирина Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕКТА.

1.1. СОДЕРЖАНИЕ ПРОБЛЕМЫ. СТРУКТУРА НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

1.3. ПРОЦЕСС АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАК НОСИТЕЛЬ СИСТЕМЫ ЗАДАННЫХ ПРОЕКТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ.

1.5. ЛОГИЧЕСКАЯ ФОРМАЛИЗАЦИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБУЧАЮЩЕГО КУРСА.

1.6.ПРИНЯТИЕ ОСНОВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ВИДАМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ В ПОДСИСТЕМАХ.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2. КОНЦЕПЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ АРХИТЕКТУРЫ САПР ДИСЦИПЛИНАРНОГО КУРСА.

2.1. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ.

2.2. ЗАДАЧИ И СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ АРХИТЕКТУРЫ СИСТЕМЫ.

2.3. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДЕКОМПОЗИЦИЯ ПРОЦЕДУРНЫХ , ИНФОРМАЦИОНННЫХ И ЛИНГВИСТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ИССЛЕДУЕМОЙ САПР

2.4. ПРОЦЕСС АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДИСЦИПЛИНАРНОГО КУРСА.

2.5. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СРЕДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

2.6. РАЗРАБОТКА И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

2.7. РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ САПР КУРСОВ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

2.8. МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА3.ИНТЕГРАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО И ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЙ САПР ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕКТА.

3.1. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО КУРСА.

3.2. ВЫБОР ЛИНГВИСТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ И

ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕКТА.

3.3 .ИНФОРМАЦИОННО-ЛИНГВИСТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕКТА.

3.4. МОДЕЛЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В САПР ИО.

3.5. ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕГРАЦИИ ОБЕСПЕЧЕНИЙ САПР ДЛЯ СРЕДСТВ ОТКРЫТОГО ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

3.6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В САПР УЧЕБНЫХ КУРСОВ.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 4. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЪЕКТА.

4.1 ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ИНФОРМАЦИОННОГО

ОБЪЕКТА КАК ИНТЕРФЕЙСА РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ.

4.2. ПРИНЦИПЫ ИНДЕКСАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КУРСА.

4.3 ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЕДИНИЦЫ ИНФОРМАЦИИ.

4.4. МОДУЛИ ГИПЕРИНДЕКСАЦИИ И РЕАЛИЗУЕМЫЕ

ИМИ ФУНКЦИИ.

4.5. МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ.

4.6. МЕТОДЫ ИНДЕКСАЦИИ И СТРУКТУРИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 5. МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СРАДСТВ ПОДДЕРЖКИ

ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

5.1 БАЗА МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КУРСА.

5.2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУРСА.

5.3 ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

УЧЕБНОГО КУРСА В СРЕДЕ САПР.

5.4 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУРСА.

5.5 НАПОЛНЕНИЕ УЧЕБНОГО КУРСА.

5.6 ДЕТАЛИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА В РАЗДЕЛАХ КУРСА.

5.7. МЕТОДОЛОГИЯ ОБУЧЕНИЯ.

5.8 ПОЛУЧЕНИЕ ОТЧЕТНО-СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ

В СРЕДЕ УЧЕБНОГО КУРСА.

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДИСЦИПЛИНАРНЫХ КУРСОВ ДЛЯ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

6.1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИА - ОБЪЕКТОВ.

6.2. ДИЗАЙНЕР УЧЕБНОГО КУРСА.

6.3 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОГО

КУРСА.

6.4. НАВИГАТОР ОБУЧЕНИЯ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теория системной интеграции специализированных обеспечений САПР для сред поддержки открытого образования»

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 ф (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, Щ 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 J1.T. 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, J1.A. 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:

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

7. 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.

8. 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.Йошкар-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 IEEE 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.

Заключение диссертации по теме «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», Сидоркина, Ирина Геннадьевна

ВЫВОДЫ т

1. Описана система обозначений, применимая при объектно-ориентированном проектировании системы, позволяющая удобно осуществлять последовательное итеративное проектирование, не зависящая от инструментальных средств реализации.

2. Классифицированы характеристики компонентов системы удаленного доступа с целью обучения. Они обеспечивают представление функционирования системы на локальном уровне и в глобальной вычислительной сети, в архитектуре клиент-сервер, с помощью электронных коммуникаций и спутниковой связи, позволяющие выделить особенности организации системы проектирования учебного курса в различных средах, унифицировать этапы синтеза дистанционного курса и организацию информационных интерфейсов.

3. Решена проблема формального структурирования учебного материала в структуре проектируемого распределенного курса на основе кластерной теории и объектно-ориентированного подхода к проектированию информационного объекта.

4. Определен новый объект проектирования в САПР, представленный на основе иерархии классов при определении его составляющих, взаимодействие между которыми определяет процессы и является основой формирования части модульной архитектуры системы.

ГЛАВА 5.

МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СРАДСТВ ПОДДЕРЖКИ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Методология - это совокупность механизмов, применяемых в процессе разработки объекта, объединенных одним подходом. В свою очередь метод -это последовательный процесс создания моделей, которые описывают специальными средствами различные стороны разрабатываемой системы. Будем различать методы проектирования нового объекта и методы ^ функционирования полученного в новой САПР изделия, являющегося информационно-лингвистическим и используемого с целью обучения в распределенной среде.

Уровень развития современных отечественных и зарубежных систем автоматизированного проектирования и средств поддержки открытого образования определяется не только использованием современных эффективных аппаратных, программных средств, применением гибких моделей объектов. Большую, если не решающую роль играет организационно-методическая [305] сторона процесса.

5.1 БАЗА МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КУРСА

Важной частью процесса исследования автоматизированного проектирования информационного объекта, а именно дистанционного курса, является организация и разработка методического обеспечения. Это является основой для выбора вариантов осуществления процедуры синтеза и объекта, планирования маршрутов навигации в его пределах, а также создания базы технологических приемов проектирования, которые присущи интегрированным интеллектуальным САПР. Понятие базы методов является определяющим при создании любой интегрированной САПР. Ее формирование осуществляется на проблемно-ориентированном языке, который является связующим звеном

Щ между формальным описанием функционирования системы и ее практической реализацией.

Кроме того, разработчику САПР ИТ - объекта требуются формальные методы построения современных систем, которые основаны на конструктивных методах логики, информатики, кибернетики, теории систем и графов, и применимы для создания таких систем.

САПР курсов распределенного дистанционного открытого образования [185] является интегрированной системой, т.е. в ней сохраняется концепция деления на совокупность функциональных подсистем: подсистема ввода, формирования структуры и наполнения курса; подсистема формирования маршрутов обучения; подсистема документирования. В качестве единицы хранения образовательной информации используется гипертекстовый документ, в котором определены связи между всеми разделами курса и встроены ссылки на дополнительные информационные составляющие, обогащающие теоретический лекционный материал. К ним относятся фрагменты мультимедиа, графика, анимация, табличные документы и исполняемые программы. Все выделенные составляющие представляют единое информационное пространство курса.

Связи между информационными единицами курса делятся на основные, составляющие дерево базового изложения материала, и дополнительные. Дополнительный материал является детализацией излагаемого в базовом сценарии описания проблемной области или информацией связанной опосредованно (через другие составляющие) с темой курса, но используемый в маршруте изучения материала для объяснения понятий, связей и пересечений с другими областями. Исходя из сказанного, общее пространство составных элементов курса разделяется на логические области, называемых подпланами [185]. Каждый проектируемый курс может иметь их несколько или состоять только из одного плана. Подпланы не ^ являются изолированными ветвями дерева сценария курса, поэтому фрагменты информации, принадлежащие одному подплану, могут иметь связи с составляющими любого другого подплана курса.

Щ' Для извлечения необходимой информации, составляющие проектируемого документа, снабжаются набором атрибутивных полей, позволяющих классифицировать элемент объекта и встроить его в структуру курса. Множество связей между всеми составляющими проектируемого объекта, используемое при поиске данных и навигации по проложенным маршрутам в образовательной среде -образует контейнер курса. Он выполняет функции структуризации и связывания информации. А множество контейнеров, связанных между собой , образуют граф курса.

Такое представление объекта проектирования отличается наглядностью, щ позволяет сосредоточить внимание на наиболее существенных связях, найти оптимальный метод решения задачи проектирования. Курс может быть простым, при наличии одного плана т.е. подмножество его ребер лежит в одной плоскости (при отсутствии подпланов) и ненаправленным. Обеспечение навигации, т.е. присутствие направления, преобразует простой граф в гиперграф, при наличии связующей информации в нескольких информационных слоях (см. рис 1.4).

Наполнение обучающего курса информационными компонентами осуществляется с использованием методов размещения в непрерывном пространстве, с учетом меры связности информационных компонентов в плане или подплане. Кроме того, при создании курса используется метод последовательного конструирования и анализа [98], в основе которого лежит идея процесса принятия решения в виде многоступенчатой структуры. Планирование маршрутов обучения заключается в определении конкретного пути навигации в образовательном пространстве курса, реализующего соединения между составляющими его функциональными элементами, в соответствии с образовательными технологиями, такими как упорядочение материала, адаптивное представление и поддержка адаптивной навигации в образовательном пространстве курса. щ Таким образом, результатом использования базы методов в автоматизированной системе является определение и классификация последовательности процедур, позволяющих обосновать и выработать практические рекомендации для конструирования курса, формирования стратегии и маршрутов проектирования в рамках проектируемого объекта с целью минимизации временных затрат и обеспечения его заданного функционального назначения.

5.2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУРСА

Использование в качестве связующей среды для компоновки курса гипертекстовых документов влечет за собой две проблемы. Это вопросы, щ связанные с организацией механизмов реализации пользовательских запросов к содержимому курса при его наполнении и вопросы универсальности разработки веб - приложения, используемого для динамической генерации маршрутов обучения в нем.

Существует множество приложений, позволяющих создавать гипертекст. Эти инструменты отличаются принципами организации интерфейса, что определяет необходимую для разработчика степень знания синтаксиса языка. Специализированные редакторы требуют от пользователя меньшего уровня знания языка, иногда сводя разработку гипертекстовых документов сложной структуры до процесса логического проектирования страницы.

Решением проблемы при разработке системы поддержки открытого образования является использование языка программирования высокого уровня, являющегося на текущий момент одним из самых распространенных. Преимуществом его применения представляется наличие большого набора новейших отлаженных компонент для создания максимально удобных интерфейсов. Кроме того, он позволяет интегрировать новейшие технологии взаимодействия различных приложений между собой. Использование этой особенности позволило создать мультидокументный источник материала для ^ дисциплинарного курса, а также избавило разработчика программного продукта от изучения языка HTML, т.к. все функции по преобразованию

4 промежуточного формата курса в гипертекстовую форму было возложено на внешний конвертер являющийся частью совершенно другой программы.

Другой вариант решения проблемы - использование скриптового языка. Один из ключевых принципов его использования заключался в возможности обеспечения эффективной защиты от несанкционированного доступа. Разработанные программы не могут вызывать глобальные функции и получать доступ к произвольным системным ресурсам, что обеспечивает требуемый уровень недоступности к коду приложения. Объектная модель языка гарантирует совместимость с многочисленными библиотеками компонентов ** приложений, написанных в различных средах, положительную роль играет и ориентированность на проектирование эффективных интерактивных систем.

Разрабатываемая система, объединяющая два описанных подхода, состоит из следующих основных частей: системной части и обучающей. Роль первой из них выполняет подсистема, проектирующая курс, второй является специальное серверное расширение.

5.3 ОПИСАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО КУРСА В * СРЕДЕ САПР

Созданные в среде одной из подсистем САПР «Дизайнер» дисциплинарные курсы характеризуются разнородностью используемой ими информации с точки зрения форматов представления данных. Кроме того, существует необходимость быстрого поиска и извлечения требуемой информации в процессе работы над учебной информацией. Поэтому требуется структурированная каталогизация файлов, участвующих в создании курсов. Основной каталог размещается на сервере, вместе с системной частью, либо ^ системная часть может быть вынесена на машину администратора системы.

Основной каталог содержит несколько подкаталогов библиотек исходных материалов, на основании которых строится курс. Теория представлена в различных форматах: текст, электронные таблицы, графика, анимация, фрагменты мультимедиа (аудио-, видео- файлы), гипертекст, скрипты, исполняемые двоичные файлы, базы данных. В процессе создания курса разработчик выбирает необходимые компоненты и выполняет наполнение основы курса. После завершения описания сценария и компоновки содержимого, Дизайнер генерирует гипертекстовые документы, составляющие информационное наполнение. Данные документы размещаются в каталоге Web-сервера, доступном зарегистрированным пользователям для чтения в локальной сети или с помощью удаленного доступа.

Разработчику курса предоставляется возможность хранения и обработки нескольких курсов (практически неограниченного их числа) в одной оболочке. Поэтому для каждого множества документов курса выделяется отдельный подкаталог в общем каталоге курсов.

Обучающая часть располагается на клиентских машинах вместе с необходимыми средствами поддержки технологий. Она настраивается на использование любого из существующих курсов или на использование некоторого конкретного курса. Ей доступен каталог на серверной машине, в котором размещены курсы и их компоненты. Курсы конструируются таким образом, чтобы имелась возможность выхода в глобальную информационную систему по ссылке на определенный информационный ресурс, размещенный за пределами наполнения информационного объекта. Кроме того, существует возможность выполнения поиска средствами операционного ядра любой необходимой пользователю информации, размещенной в ИСГМ.

В случае необходимости обучающая часть и системная могут быть установлены на одной машине, могут не использовать выход в ИСГМ, ограничиваясь локальными информационными ресурсами. Хотя это приводит к потере большинства преимуществ разработанной архитектуры с точки зрения использования распределенных ресурсов, однако и такая конфигурация РИОС также является жизнеспособной.

4 Таким образом, система проектирования предоставляет возможность при создании дисциплинарных курсов, а также в процессе обучения использовать локальные ресурсы, а также информацию размещенную на распределенных информационных системах различного масштаба.

5.4 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КУРСА

Рассмотрим более подробно процесс формирования курса и этапы работы с сформированным курсом. щ Инструмент формирования курса - системная часть - предназначен для разработки курса и корректировки уже существующих курсов, для анализа и внесения поправок в студенческие модели пользователей системы.

Рассмотрим типичный процесс формирования курса с помощью данного инструмента - структурирование материала - привлечение мобильных информационных ресурсов глобальной информационной системы (глобальная сеть Интернет).

Администратор курса выполняет следующие действия:

1 .Определяет проблемную область - название курса.

2. Следующий этап - определения лекционного материала курсов. Это могут быть как локальные файлы, так и удаленные ресурсы в сети Интернет -они представляют собой неструктурированный материал.

Все текстовые документы переводятся во внутренний формат программы для последующей модификации. Все текстовые файлы системы располагаются на сервере. Немаловажно, что мультимедиа - объекты не сгружаются на сервер образовательной системы, а на них устанавливаются указатели в виде URL ( Uniform Resource Locator ). Данные ссылки хранятся в специальной ресурсной базе данных.

3. Скелет курса составляют ключевые понятия курса. Это могут быть элементарные единицы знания, темы, разделы. У каждого понятия есть список присоединенных к нему страниц. Соответственно у каждой страницы есть список присоединенных к ней понятий. Данные понятия могут быть 2х типов: входные (предпосылочные) понятия; выходные понятия.

Входными являются те понятия, которые следует изучить, прежде чем приступать к изучению текущей страницы. А выходными - те понятия, которые будут засчитаны как изученные, после прочтения данной страницы. Более наглядно данная идея продемонстрирована на рис.5.1.

Стр.

Понятие

Понятие 2 V

Ct^J Стр.]

Понятие N

CT^J

Рис. 5.1. Структура курса

Рассмотрим типовую структуру курса, представленную на рис. 5.1. Каждое понятие объединяет набор страниц. Понятие 1 не содержит входных (левые страницы), но содержит выходные страницы (правые). Понятие 1 будет ^ засчитано как изученное тогда, когда пользователь посетит все его выходные понятия. Чтобы начать изучать понятие 2 необходимо изучить понятие 1, т.е. посетить все выходные страницы понятия 1. Таким образом, выходные страницы понятия 1 могут являться входными для других понятий.

Весь курс будет засчитан как изученный, после того как студент изучит все понятия, посетив все предлагаемые страницы.

Таким образом, понятия позволяют проводить пользователя по оптимальному пути изучения и создают основы для применения некоторых адаптивных и интеллектуальных технологий дистанционного образования. Щ Основные этапы проектирования дисциплинарного курса представлены на рис 5.2 ш т

4. После выделения понятий необходимо произвести назначение страниц к понятиям. Определяются фоновые (входные страницы) и выходные страницы для каждого понятия.

5. Составляется словарь курса - глоссарий. Каждому термину дается краткое определение и этой термин заносится в базу данных. Кроме того, для каждого элемента глоссария необходимо указать страницы, на которых присутствует описание данного элемента знания.

6. Необходимо указать наилучший маршрут через материал изучения щ последовательность ключевых понятий, которая, по мнению администратора курса, соответствует пути обучения от простого к сложному.

Ввод исходных данных: браузеры, редакторы,объеди ненные интерфейсом; трансляция содержимого в гипер-текст.формат(НТМЬ)

Формирование сценария курса с оптимизацией по визуальным и интеллектуальным критериям

Ввод темы и

Дизайнер

OTOwser

Текст Графика АЙидеация -"ТГидео

Эл. библ.

Редактор

Формирование оптимальных маршрутов обучения в проектируемом курсе; Реализация путей оптимального адаптивного прохождения(навигации по курсу.

Критерии оптим.: уровень знаний обучаемого; мин.время навигации с учетом адаптации.

Мах знаний за мин.время.

R-граф (x,G)

Подготовка документации: курс в цифровом виде (формат

HTML), жесткая копия курса.

Эл.библиотека нтм

-тема

DOC

Рис. 5.2 Основные этапы проектирования курса

7. Заключительный этап — составление оглавления из всех присутствующих в курсе страниц. Порядок этих страниц может не совпадать с тем, который устанавливается в наилучшем пути сквозь курс (пункт 6).

5.5 НАПОЛНЕНИЕ УЧЕБНОГО КУРСА

Подготовка материала учебного курса начинается с определения структуры разделов курса. Большинство электронных дисциплинарных курсов щ строятся на основе материала и методики преподавания, уже существующих и применяемых в процессе обучения традиционной формы. Поэтому, множество объектов предметной области и отношений между ними уже описаны в таком лекционном материале, и методика обучения также является определенной.

Более того, текст лекций, планы занятий и другая сопутствующая информация зачастую уже существуют в электронном виде. Необходимо только определить минимальные блоки — разделы, на которые происходит разбивка информации, выделить в них ключевые понятия, составить на их основе утверждение, выражающее суть данного блока с точки зрения описания ^ ПО, и занести данное утверждение в реестр утверждений о предметной области. Запись реестра дает ссылку на комментарий к соответствующему ей утверждению, содержащий текстовый фрагмент лекционного материала, снабженный при необходимости ссылками на графику и иллюстрации, другие разделы и объекты мультимедиа.

Проиллюстрируем создание конспекта дисциплинарного курса на примере материала спецкурса «Информационные технологии» (рис.5.3), посвященного сервисам глобальных информационных систем, таких, как Internet, Relcom и FidoNet. Содержание курса предполагает прочтение вводной Щ лекции по сервисам Internet, двух лекций, посвященных языку разметки гипертекста HTML, одной лекции по сервисам сети Relcom, одной лекции по

4 сервисам сети FidoNet. Следовательно, структура курса в соответствии с перечнем основных разделов будет выглядеть таким образом:

1. «Информационные технологии» — спецкурс для специальности 220100;

1.1. Введение;

1.2. Инструментальные средства и сервисы Internet;

1.3. Язык разметки гипертекста HTML;

1.4. Почтовые сервисы сети Relcom;

1.5. Сервисы сети FidoNet;

1.6. Заключение;

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Сидоркина, Ирина Геннадьевна, 2003 год

1. Рис.5.3. Структура курса «Информационные технологии»

2. Рис. 5.4. Пример структуры курса области, составляющей раздел «Общие сведения»

3. ДЕТАЛИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА В РАЗДЕЛАХ КУРСА

4. Вызов браузера и загрузка в него индексной страницы курса осуществляется непосредственно из образовательной среды .

5. Процесс обучения можно представить следующим образом:

6. Установление соединения с удаленным сервером дистанционного образования.

7. Если пользователь уже зарегистрирован в системе, то достаточно ввести свои реквизиты для продолжения курса обучения.

8. Пользователю выводится первая страница курса (рис.5.5).57.1. Интерфейс обучаемого пользователя

9. Файл Правка Б на Перевод Избранное Смр-зы-.э1. J 3 -J J, 21 -J V J A -J

10. Остановить Обновить Ломай Поиск Избранное Журнал каналы Во»ееь Шрифты Печать1. UI: ; L.i- зк и. I'"!г ^'.'-.ГГ'ЛЩ-Ь.-И .-,|-'L|-|-|inl ,'Ci|.JalLl 5t-jfMc.n3.il ,, -|„ „ ",>".'. „I,. ',Г|•4 Jи :' f ,1. Г- V v-J V т '

11. V 4.jj. sft. .Hjf^WSiXlrtiHlJ

12. Ш1ФОГМЛ1 МЮ1111АЯ И МЕТОДИЧЕСКАЯ I Юг (ДП'ЖКА

13. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ ПО ВОПРОС 'АVI АККРЕДШАЦНИг- 'Ч п ■ 1 ■ 'Л

14. Научно- Ю1ф'.'рм.-щи''>ннымhi it j i ;ь. г.ш и г. '. 1 HH hi hj i ii j t- niii-i I .j nhi:- i. 11 д j :il i. и,-ill i i n щ j.m. г г n ци г т. i

15. Г' • I ~rr :IHI nri iiii'ii ri" а: re" г ш,:,: гч?' :IL::: ^.Г-ДГ-.-ЫЯ

16. Рис.5.5 Интерфейс распределенного интерактивного учебного курса

17. Рис. 5.6. Схема работы с обучающей частью системы

18. Перемещение мемеду страницами и фиксация перемещений в протоколе работы1. Конец

19. Запрос на получение информации

20. Рис. 5.7. Схема работы с теоретическим материалом

21. Рис. 5.8. Схема обработки запросов пользователя

22. Поэтому, а также исходя из различных методик преподавания дисциплин, целесообразно реализовать возможность традиционного тестирования на основе базы вопросов.

23. Поэтому, а также исходя из различных методик преподавания дисциплин, целесообразно реализовать возможность традиционного тестирования на основе базы вопросов.

24. Определение набора задач для тестирования1. У г1. Выбор задачи

25. Ввод ответа (формирование утверждения)

26. Проверка(разбор утверждения)

27. Анализ правильности данного ответа1. Занесение результата впротокол тестированияJ

28. Рекомендации, оценки для обучаемого1. Конец

29. Рис. 5.9. Схема организации тестирования в среде курса

30. ПОЛУЧЕНИЕ ОТЧЕТНО-СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ В СРЕДЕ УЧЕБНОГО КУРСА

31. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДИСЦИПЛИНАРНЫХ КУРСОВ ДЛЯ ОТКРЫТОГО ОБРАЗОВАНИЯ

32. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИА ОБЪЕКТОВ

33. Для эффективного обучения курс должен содержать максимальное число типов мультимедиа-объектов, включая рисунки и фотографии, аудиофрагменты, видеоролики. Рассмотрим каждую категорию подробнее.61.1. Исследование форматов хранения изображений

34. JPG (см. Приложение 1, таблицы 6.1 6.6).

35. Кроме того, в формате GIF возможно хранение и последовательный вывод с заданной задержкой нескольких изображений, что дает возможность использования анимации.

36. На рисунках 1-6 Приложения 1 представлены графики изменения размера файлов в зависимости от разрешения и формата хранения.щ

37. Крайне неэффективно использование форматов PCX и TIFF.

38. Для хранения черно-белых фотографий любого разрешения предлагается использовать формат JPG.

39. Для хранения цветных фотографий любого разрешения предлагается использовать формат JPG.

40. Изображение, использованное для сравнения форматов хранения черно-белых схем, представлено на рис.3. Приложения 1.

41. По графику видно, что файлы в формате PCX занимают места в 3-5 раз больше остальных форматов. При этом выигрыш других форматов заметен уже на изображениях небольших разрешений.

42. Для хранения и представления схем в системе-прототипе предлагается использовать формат JPG.

43. Диаграмма, использованная для сравнения форматов, представлена на рис.4.Приложения 1.

44. На рисунке хорошо видно, что форматы PCX и TIFF дают небольшое сжатие и неэффективны по сравнению с JPG.

45. Для хранения цветных диаграмм предлагается использовать формат JPG.

46. Из графиков, представленных на рис.5 (Приложение 1) видно, чтоформаты GIF, PCX и TIFF обеспечивают одинаковое сжатие. В то же время,

47. Ф файлы формата JPG имеют вдвое меньший размер, что доказываетэффективность использования JPG для хранения и черно-белых рисунков.

48. Рисунок, использованный для сравнения форматов хранения, представлен на рис.6.(Приложение 1).

49. Из графиков на рис. 6.1 видно, что форматы PCX и TIFF обеспечивают меньшее сжатие, чем форматы JPG и GIF.

50. Относительные размеры файлов с различными изображениями в различных форматах при разрешении 100x100 пикселов сведены в таблицу 6.1