Возможность использования автоматного программирования при работе с системой Moodle

ограниченным по полосе частот спектром / А.Н. Голубинский // Системы управления и информационные технологии. - 2009. - № 1. - С. 95-100.

3. Рабинер Л.Р. Цифровая обработка речевых сигналов / Л.Р. Рабинер, Р.В. Шафер. - М.: Радио и связь, 1981. - 496 с.

4. Назаров М.В. Методы цифровой обработки и передачи речевых сигналов / М.В. Назаров, Ю.Н. Прохоров. - М.: Радио и связь, 1985. - 176 с.

5. Бокс Дж. Анализ временных рядов. Прогноз и управление / Дж. Бокс, Г. Дженкинс. - М.: Мир, 1974. - Вып. 1. - 408 с.

6. Голубинский А.Н. Метод оценки частоты основного тона речевого сигнала на основе минимума невязки коэффициентов корреляции / А.Н. Го -лубинский // Телекоммуникации. - 2009. - № 8. - С. 16-21.

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АВТОМАТНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПРИ РАБОТЕ С СИСТЕМОЙ MOODLE

© Горбаченко И.М.*

Сибирский государственный технологический университет, г. Красноярск

В статье описаны возможности интерактивной обучающей системы Moodle, особенности работы с элементами курса «Лекция». На основе практики создания обучающих курсов предложено описание работы с разделами «Лекция» на языке автоматного программирования.

На современном этапе развития техники в процесс обучения дисциплинам все большее применение нашли компьютерные обучающие системы. Таких систем существует несколько, в том числе и разработанных отдельными коллективами специалистов, так и специализированными фирмами. Это, например, системы LearningSpace, БИГОР, ГОПЕРМЕДИА и другие. Одной из таких систем является система управления обучением Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment), которая разработана в США. Система выделяется как простотой и удобством использования, так и своими возможностями.

С помощью этого программного комплекса были созданы несколько обучающих систем, например по дисциплине «Дискретная математика» (авторы Т.Н. Иванилова, А.Г. Доррер), по дисциплине «Надежность информационных систем» (автор И.М. Горбаченко) и другим.

Один из элементов обучающего курса, создаваемого в Moodle, является «Лекция», который используется в системе не только и не столько как

* Доцент кафедры Системотехники, кандидат технических наук, доцент

страницы с теоретическим материалом. Этот элемент предполагает активное участие учащихся в процессе изучения нового материала. Этому способствует особая структура лекции и насыщение ее различными интерактивными элементами (заданиями).

Лекция состоит из логических страниц - логически завершенных смысловых фрагментов. Размер логической страницы неограничен, но не рекомендуется превышать размеры 1-2 полных экранов. В зависимости от типа страницы между ними могут осуществляться условные и безусловные переходы. Существует два основных типа страниц - карточка-рубрикатор и вопрос.

«Карточка-рубрикатор (раздел)» - страница, которая содержит материал и кнопку (и) безусловных переходов к другим страницам лекции. Из карточки-рубрикатора переход может осуществляться к нескольким страницам - в этом случае кнопок будет несколько. Если специально не определять несколько переходов из карточки-рубрикатора, кнопка будет одна -«Продолжить» и переход будет осуществляться к следующей странице в соответствии с навигационным порядком. Карточка-рубрикатор в простейшем случае может быть использована как последовательность страниц с теоретическим материалом.

«Вопрос» - страница, содержащая вопрос, варианты ответов, комментарии для вариантов ответов, переходы для каждого варианта ответа. Таким образом, в зависимости того, как ученик ответит на вопрос, ему будет отображен комментарий и осуществлен условный переход к заданной странице лекции.

Кроме этих типов страниц, существуют специальные страницы, которые не содержат материал или вопросы, а служат для управления лекцией - это кластеры и разделы. Кластеры - специальные страницы, предназначенные для объединения нескольких страниц с вопросами в компактную группу. Разделы объединяют любые страницы (и с вопросами, и с материалом) в единую группу.

Между любыми страницами элемента «Лекция» (как основных, так и специальных) могут быть обозначены переходы. Переход определяет, какая страница будет отображена ученику следующей. Безусловные переходы реализуются всеми страницами, кроме страниц с вопросами. Условные переходы реализуются страницами с вопросами. Переходы бывают следующих типов:

- абсолютный переход: переход на конкретную страницу лекции с определенным названием, которое имеется у всех страниц лекции;

- относительный переход: переход, осуществляемый относительно текущей страницы.

Перечисление страниц, относящихся к лекции, с указанием их наименований и типа образуют логическую последовательность страниц.

Существует навигационная последовательность страниц - последовательность, в которой страницы отображаются ученику. Эта последовательность может очень сильно отличаться от логической последовательности, а может и совпадать с ней.

Все это позволяет охарактеризовать структуру «Лекции» как достаточно сложную и для предвидения логической последовательности страниц можно применить методы моделирования процессов, включая автоматное программирование.

Суть автоматного программирования заключена в выявлении набора состояний описываемого процесса, условий перехода между этими состояниями и выявлении действий, которые должны выполняться в том или ином состоянии. В автоматном программировании автомат (иногда называют конечным автоматом) реагирует на входное воздействие не только сменой состояния, но и формированием определенных значений на выходах.

Для описания таких процессов могут применяться автоматы Мура или Мили [1].

Автоматы Мура и Мили могут быть отображены в виде графа (графа состояний), при отображении которого могут быть использованы начальная вершина, действия, распознаватели, соединения, выход.

При этом выходные воздействия «привязаны» к дугам, петлям или вершинам графов переходов. Это позволяет в компактном виде представлять последовательность действий, которые являются реакциям на соответствующие входные воздействия.

В качестве примера описания логической последовательности страниц возьмем страницу-рубликатор с двумя кнопками (кнопка 1 и кнопка 2), нажатие на каждую из них выдает одну страницу-вопрос. Неправильный ответ оставляет студента на странице-вопросе, а правильный - возвращает на страницу-рубликатор. После ответов на все три вопроса студент может выйти из лекции.

Таким образом, можно выделить следующие состояния:

- нахождение на странице-рубликаторе (состояние А);

- переход на вопрос 1 (нажатие на кнопку 1) (состояние В1);

- переход на вопрос 2 (нажатие на кнопку 2) (состояние В2);

- ответ на вопрос 1 (состояние О1);

- проверка ответа на вопрос 1 (состояние П1);

- ответ на вопрос 2 (состояние О2);

- проверка ответа на вопрос 2 (состояние П2);

- выход из лекции (состояние К).

При таком распределении начальной вершиной будет являться состояние «нахождение на странице-рубликаторе», выходом - «выход из лекции». В остальных вершинах будут располагаться распознаватели и соединения.

Графическое представление автомата, описывающего процесс прохождения интерактивного элемента «Лекция» для компьютерного обучающего курса, созданного в Moodle, приведено на рис. 1.

При описания процесса похождения элемента «Лекция» используется переменная К - число правильных ответов.

Процесс прохождения лекции циклический, т.к. он может повторяться повторяется с некоторой периодичностью (несколько раз, через разный промежуток времени - через месяц, семестр, учебный год и т.д.). Поэтому в обозначение процесса тестирования введено While (от одного из возможных описаний цикла на реальном языке программирования, например, Си, паскаль, ассемблер).

Подобным образом можно описать практически любой процесс, который повторяется периодически. При этом каждое состояние может в свою очередь представлять автомат.

Особенностью предлагаемого подхода к описанию циклически повторяющихся процессов является то, что повышается централизация логики за счет устранения ее в обработчиках событий и формирования системы взаимосвязанных автоматов, которые вызываются из обработчиков [2].

While

K=0 or K<4

D

Нажата кнопка

f

А Выход or K=4 ^ К

Страница-рубликатор Ответ ^ верный, Конец лекции

Ответ

В1 верный,

K=K+1

Вопр ос 1

О1

Ответ на вопрос 1

Ответ неверный

Рис. 1. Автомат, отображающий процесс работы с лекцией

При таком подходе автомат описывается статически: его структура закодирована в тексте программы. Это свойство обеспечивает требуемое

быстродействие работы программы. Однако остается другая проблема: экспоненциальный рост описания автомата с увеличение числа входных переменных.

Тем не менее, применение автоматного подхода к проектированию систем (в том числе и программ) позволит повысить их качество.

Список литературы:

1. Непейвода Н.Н. Стили и методы программирования: курс лекций: учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся в области информ. технологий [Текст] / Н.Н. Непейвода. - М.: Интернет-Ун-т Информ. Технологий, 2005. - 320 с.: ил. - (Серия «Основы информационных технологий»).

2. Шалыто А. Технология автоматного программирования [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.is.ifmo.ru.

3. Андреев А.В. Практика электронного обучения с использованием МооШе [Текст] / А.В. Андреев, С.В. Андреева, И.Б. Доценко. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ 2008. - 146 с.

К ВОПРОСУ СОЗДАНИЯ НЕЙРОСЕТЕВЫХ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ

© Зияутдинов В.С.*

Липецкий государственный педагогический университет, г. Липецк

В работе рассмотрены теоретические подходы к созданию экспертных систем для решения задач дифференциальной диагностики. Раскрыты основные этапы создания самообучающихся экспертных систем на основе нейронных сетей.

Экспертная система (ЭС) - это программа, которая в определенных отношениях заменяет эксперта или группу экспертов в той или иной предметной области [1]. ЭС предназначены для решения практических задач, возникающих в слабо структурированных и трудно формализуемых предметных областях. Исторически ЭС были первыми системами искусственного интеллекта, которые привлекли внимание потребителей. Наибольший интерес для практической деятельности представляют экспертные системы для диагностики и дифференциальной диагностики различных процессов. Реализация подобных систем, чаще всего, осуществляется как создание экспертных систем на основе нейросетевых технологий.

* Заместитель декана факультета Физико-математических и компьютерных наук, заместитель заведующего кафедрой Электроники телекоммуникаций и компьютерных технологий, кандидат педагогических наук, доцент