Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертационная работа:

Шевчук Сергей Федорович. ГЕРТ-система анализа времени реализации процессов в информационно-образовательных кластерах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01 / Шевчук Сергей Федорович; [Место защиты: ГОУВПО "Сибирский государственный аэрокосмический университет"].- Красноярск, 2009.- 100 с.: ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 3

1. Распределенная информационно-образовательная среда 8

1.1. Информационные технологии и компьютерные средства образовательных сред 8

1.2. Архитектура образовательных сред 14

1.3. Обработка и хранение информации в информационно-образовательных средах 19

1.4. Различные подходы к анализу временных характеристик функционирования информационно-образовательных кластеров 25

2. Математические модели стохастической ГЕРТ-сети и МГЕРТ-сети 34

2.1. Математическая модель ГЕРТ-сети 34

2.2. Математическая модель модифицированной ГЕРТ-сети 49

3. Алгоритмы расчета МГЕРТ-сети 65

3.1. Принятые обозначения 65

3.2. Обратный алгоритм расчета МГЕРТ-сети 67

3.3. Прямой алгоритм расчета МГЕРТ-сети 68

3.4. Численные методы, используемые для расчета и обработки результатов МГЕРТ-сети 69

3.5. Сравнение производительности прямого и обратного алгоритмов расчета МГЕРТ-сети 74

3.6. Комбинированный алгоритм расчета МГЕРТ-сети 77

4. ГЕРТ-система анализа времени реализации процессов в информационно-образовательных кластерах 80

4.1. Описание исследовательской системы MGNetView 80

4.2. Архитектура системы 82

4.3. Исследований информационно-образовательного кластера с помощью системы MGNetView 83

4.4. Определение времени реализации процессов контроля знаний, реализуемых в условиях неопределенности 87

Заключение 94

Список использованной литературы 95  

Введение к работе:

Актуальность работы.

Современные информационно-образовательные среды базируются на применении широкого спектра традиционных и новых информационных технологий и технических средств их реализации. Создание, сопровождение и развитие автоматизированных систем обучения требует повышения эффективности организации процесса обучения с применением компьютерных средств.

Информационная технология и набор одновременно порождаемых ею и обеспечивающих ее компьютерных средств образуют качественно новую информационно-образовательную среду, для которой специфическое значение приобретает информационно-компьютерное обеспечение.

Переход на новые образовательные технологии диктует новый подход к созданию и применению в учебном процессе более эффективных средств поиска, обработки, хранения, передачи и предоставления информации. Создание информационно-образовательной среды в условиях современного информационного общества характеризуется непрерывным обновлением образовательных технологий и их информационного обеспечения.

В последнее время все большее распространение получают распределенные информационно-образовательные среды, основанные на кластерной архитектуре, обеспечивающие доступную и эффективную образовательную технологию.

Однако при организации и улучшении образовательного процесса требуется учитывать специфику информационно-образовательных кластеров, анализируя временные характеристики самого кластера в целом и выполняемых на нем образовательных задач.

Для улучшения производительности и управляемости информационно-образовательных кластеров и повышения эффективности использования их ресурсов необходимо иметь возможность оценить время выполнения задания на конкретном узле с учетом его статистических характеристик. Полученные результаты могут быть использованы как рекомендации по составлению плана образовательного процесса в информационно-образовательном кластере, а также для выбора оптимального времени выполнения задачи для каждого узла.

Таким образом, возникает техническая проблема, заключающаяся в создании автоматизированных средств анализа времени реализации процессов в информационно-образовательных кластерах, которая требует разработки и развития модельно-алгоритмического аппарата, предназначенного для оценки временных характеристик функционирования автоматизированных обучающих систем, что является актуальной научной проблемой.

Объектом диссертационного исследования является информационно-образовательный кластер.

Предмет исследований - временные характеристики реализации образовательных процессов, протекающих в информационно-образовательных кластерах.

Цель диссертационного исследования состоит в повышении эффективности функционирования автоматизированных систем обучения, реализуемых на базе информационно-образовательных сред с кластерной архитектурой.

Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:

анализ проблемы оценки временных характеристик процессов, протекающих в информационно-образовательных кластерах;

анализ и модификация структурных ограничений для модели оценки времени реализации процесса в информационно-образовательных кластерах;

формализация модели функционирования узла информационно-образовательного кластера для вычисления временных характеристик с ограничением на максимальное время реализации процесса;

разработка алгоритма расчета временных характеристик реализации процесса в информационно-образовательных кластерах на основе ГЕРТ-сетевого аппарата;

программная реализация системы, предназначенной для анализа времени реализации процессов в информационно-образовательных кластерах.

Методы исследования. Основные теоретические и прикладные результаты работы получены на основе методологии системного анализа, теории вероятностей и математической статистики, а также теории стохастических сетей.

Научная новизна работы:

  1. Выполнена модификация математической модели ГЕРТ-сети (МГЕРТ-сеть) для оценки времени реализации процесса в информационно-образовательных кластерах.

  2. Формализована модель функционирования узла информационно-образовательного кластера, позволяющая вычислить временные характеристики с ограничением на максимальное время реализации информационно-образовательного процесса.

  3. Разработан комбинированный алгоритм расчета временных характеристик МГЕРТ-сети, включающий прямой и обратный алгоритмы расчета МГЕРТ-сети.

  4. Построена ГЕРТ-система анализа времени реализации процессов в информационно-образовательных кластерах, которая позволяет сформировать МГЕРТ-сеть и рассчитать временные характеристики реализации процесса с помощью комбинированного алгоритма.

Значение для теории. Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, развивают теоретическую основу для исследования с помощью стохастических сетей временных характеристик распределенных гетерогенных систем обработки информации и управления.

МГЕРТ-сеть позволяет производить оценку временных характеристик реализации процесса в информационно-образовательных кластерах, представленных в виде стохастической ГЕРТ-сети, где продолжительность выполнения процесса задана случайной величиной.

Практическая ценность. Разработанные программные системы позволяют проанализировать процессы, протекающие в информационно-образовательных кластерах: оценить временные характеристики выполнения задачи на узле и определить среднее время, требуемое для изучения определенного образовательного модуля, выполнить анализ процессов обработки и хранения информации в базах данных, провести тестирование знаний учащихся, а также выполнить планирование по развитию структуры информационно-образовательной системы.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием теории стохастических сетей при обосновании полученных результатов и выводов, а также согласованностью результатов, полученных при применении разработанной ГЕРТ-системы анализа времени реализации процессов в информационно-образовательном кластере с экспериментальными данными.

Реализация результатов работы. В диссертационной работе были разработаны шесть программных систем, предназначенные для решения задач формирования МГЕРТ-сетей, описывающих информационно-образовательный кластер, и расчета временных характеристики реализации процессов. Программные системы прошли экспертизу и зарегистрированы в Отраслевом фонде алгоритмов и программ (ОФАП), что делает их доступными широкому кругу специалистов в области системного анализа и информационно-образовательных систем. Перечень зарегистрированных программных разработок приведен в конце автореферата.

Научные и практические результаты внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Норильский индустриальный институт».

Материалы диссертационной работы введены в учебные курсы дисциплин, читаемых студентам на кафедрах «Системный анализ и исследование операций» Сибирского государственного аэрокосмический университета.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы прошли всестороннюю апробацию на международных и всероссийских научных и научно-практических конференциях. В том числе, на Всероссийской научно-технической конференции «Молодые ученые норильского промышленного района - российскому северу» (Норильск, 2006), XI Международной научной конференции «Решетневские чтения» (Красноярск, 2007), II Международной

научной конференции «Проблемы высшего и профессионального образования» (Испания, 2007), IV Международной научной конференции «Современные проблемы науки и образования» (Хорватия, 2007), III Международной научно-практической конференции «Проблемы качества образования в современном обществе» (Пенза, 2008), XIII Всероссийской научно-технической конференции «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании» (Рязань, 2008), IV Всероссийской научно-технической конференции «Молодежь и наука: начало XXI века» (Красноярск, 2008).

Диссертационная работа в целом обсуждалась на научных семинарах Сибирского государственного аэрокосмического университета, а также Норильского индустриального института (2005-2008 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ, включая две публикации в изданиях по Перечню ВАК РФ. Полный список публикаций представлен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 112 наименований. Содержание работы изложено на 111 страницах.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net