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:

Шемончук Дмитрий Сергеевич. Разработка и исследование методов улучшения функционала сетевых мультимедийных порталов в сфере управления образовательными процессами : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.13 / Шемончук Дмитрий Сергеевич; [Место защиты: Моск. гос. ин-т электроники и математики].- Москва, 2009.- 170 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3233

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность исследования. Образование становится индустрией, позволяющей обеспечивать быстрый и надёжный доступ самых разных слоев населения к всесторонним и качественным образовательным услугам с использованием самых современных технологических средств. Наряду с развёртыванием компьютерно-сетевых классов и поддержкой образования тексто-графическими возможностями информационных сетей Интер-нет/Экстранет/Интранет, в последнее время ощутимо увеличивается и будет ещё более возрастать роль мультимедиа технологий в образовательном процессе. Эти технологии активно внедряются в образовательную деятельность, неся с собой всю мощь информационного и эмоционального воздействия на пользователей, создавая при этом им комфортную образовательную и культурную среду в удобном для них месте и в любое выбранное ими время. Конкретный перечень реализаций образовательных мультимедийных технологий включает в себя аудио и видео лекции и контентные хранилища, анимированные мультиза-дачники, тесты и тренажеры с поддержкой мультимедиа, электронные репетиторы, демоверсии и виртуальные экскурсии, электронные учебники, учебно-методические пособия и многое другое. В то же время на основе использования мультимедийных технологий создаются виртуальные исследовательские лаборатории, учебные кафедры и конструкторские бюро, электронные библиотеки, музеи, выставки и демонстрационные залы, домашние и учебные кинотеатры; проводятся форумы, конференции и семинары.

Появление в начале этого столетия «технологий мультимедиа» потребовало разработки новых онтологических соглашений (соглашений о связях между смыслами различных терминов) и стандартов для медиа-устройств, получивших название сетевых порталов (Web portals). В образовательной сфере создание мультимедийных образовательных порталов, иными словами, специализированных «точек входа» в глобальную информационную сеть, обеспечивает оперативную и эффективную навигацию по образовательным ресурсам сети, а также предоставление целого ряда других сервисов, востребованных образовательным сообществом, таких, например, как обеспечение совместной интерактивной работы территориально разобщенных преподавательских и научных коллективов. Большой вклад в создание и развитие системы образовательных порталов в сфере образования и науки внесли российские ученые А.Н. Тихонов, А.Д. Иванников, М.В. Булгаков, В.Н. Васильев, Е.Г. Гридина, В.П. Кулагин, Ю.Л. Ижванов, А.В. Осин, А.К. Скуратов, В.А.Мордвинов, А.В. Силаев.

В соответствии с «Концепцией создания системы Интернет-порталов сферы образования», утверждённой Коллегией Министерства Образования РФ от 04 апреля 2002 г., портал определён как сетевой узел, подключенный к Интернет-сети по высокоскоростным каналам, предоставляющий единый с концептуальной и содержательной точки зрения доступ к широкому спектру информационных ресурсов и услуг, ориентированных на определённую аудиторию. К общим свойствам и характеристикам сетевых порталов любых типов следует отнести: (1) способность интегрировать и агрегировать большие объё-

мы неоднородных данных, (2) наличие развитых механизмов поиска релевантной информации и (3) наличие средств персонализации портального контента с учетом специализации пользовательской аудитории.

Постоянный рост темпов производства мультимедийной информации подвергает информационную инфраструктуру порталов повышенной нагрузке и порождает ряд проблем, которые ждут своего решения. Среди этих проблем отметим:

несоответствие формально релевантной мультимедиа информации действительным потребностям её потребителя,

недостаточная полнота комплекса образовательных услуг на основе применения мультимедиа с учетом постоянно расширяющейся и обновляющейся дидактической тематики образовательного процесса,

непропорциональный рост информационного шума из-за недостаточной структурированности мультимедиа информации образовательного назначения.

Осложняет ситуацию и то обстоятельство, что анализ и описания методов и технологий управления всем многообразием мультимедийной информации в открытой литературе недостаточно представлены, в связи с чем затруднена возможность применить готовые технические решения в этой области. В то же время, применение методов и технологий, используемых в информационных мультимедиа системах, по мнению автора диссертации, не всегда достигает цели, поскольку при поиске медиа-контента пользователь, как правило, обращает внимание на параметры, присущие именно мультимедийным системам, в том числе на скорость прохождения информации (битрейт), наличие стереозвука, качество воспроизводства и др.

Совершенствование мультимедийных сетевых порталов в настоящее время идёт в основном по пути создания более эффективных алгоритмов и программ для их поисковых сервисов в условиях существенно интенсифицированных потоков данных. Вместе с тем на рынке современных информационных технологий наблюдаются серьёзные достижения по применению в образовательной сфере современных недорогих компактных мининоутбуков нового поколения - нетбуков, являющихся по своей сути мобильными сетевыми порталами, обеспечивающими пользователю связь с поисковыми системами в Ин-тернет/Интранет сетях. Свойственные этим сетевым устройствам неизбежные из-за малых габаритов и умеренной цены технические ограничения вызвали потребность в анализе и в совершенствовании с целью применения этих устройств для работы с мультимедийной информацией в образовании, науке и культуре. В представленной диссертации рассматриваются актуальные вопросы, связанные с определением количественных оценок достаточности технологического уровня информационного обеспечения учебного процесса вычислительными средствами мультимедиа нового поколения - нетбуками.

В диссертации сделана попытка рассмотреть мультимедийные сетевые порталы, в том числе нетбуки, с системных позиций. Исследование и определение методов, влияющих на качество и точность поиска мультимедийной информации, привлечение семантических признаков для идентификации и управления файлами, может привести к улучшению всей совокупности функцио-

нальных показателей работы портального устройства, т.е., в конечном счете, к улучшению его функционала.

Объект исследования. Объектом исследования настоящей диссертации являются мультимедийные Интернет-порталы, выполняющие функции мобильных образовательных сетевых порталов, а также входящие в состав этих порталов сервисы, рассматриваемые автором с привлечением методов системного анализа и семантических представлений в оценке качества управления мультимедиа файлами. При этом анализируются возможности повышения эффективности применения сетевых порталов в образовательном процессе на основе рационального выбора критериев оценки базовых характеристик поиска мультимедийной информации, расширения поисковой зоны портала, нормирования и гармонизации информационного медиа контента, регулирования его полноты и точности в условиях существенно интенсифицированных потоков данных.

Цель и постановка задачи исследования. Целью диссертационной работы является восполнение, существующего в настоящее время, пробела в области разработки и исследования методов улучшения функционала мультимедийных сетевых порталов в сфере управления образовательными процессами на основе применения математического моделирования поисковых сервисов портала, рационального выбора критериев оценки качества поиска мультимедийной информации, расширения поисковой области портала и упрощения доступа к релевантной информации, нормирования и гармонизации информационного контента при управлении его полнотой и точностью в условиях существенно интенсифицированных потоков данных.

Для достижения этой цели и внедрения в практику отечественной образовательной индустрии перспективных методов работы с мультимедийной информацией в представленной диссертации ставятся следующие основные задачи:

  1. Разработать математическую модель функционирования поисковых сервисов сетевых мультимедийных порталов в условиях существенно интенсифицированных потоков данных.

  2. Определить зависимость полноты и точности отображения мультимедиа порталами запрашиваемого контента от нагрузочных характеристик каналов передачи данных.

  3. Разработать архитектуру и алгоритмы для поисковых сетевых сервисов мультимедийных образовательных порталов.

  4. Провести анализ количественных оценок достаточности технологического уровня информационного обеспечения учебного процесса средствами мультимедиа.

  5. Выполнить исследования, необходимые для выявления достижимых показателей полноты и точности отображения мультимедийного контента при его нормировании и гармонизации.

  6. Внедрить результаты исследования в используемые на практике методики и алгоритмы создания сетевых мультимедийных порталов. Внедрить научные положения диссертации в учебную практику МИРЭА и других образовательных учреждений.

Методы исследования. Научные положения диссертации получены с использованием теории систем, системного анализа, теории множеств, метода экспертных оценок и методических основ построения порталов.

Научная новизна результатов исследования заключается в том, что впервые на основе концепции информационного морфизма, как фундаментального теоретического представления системности информационных средств, разработаны и реализованы комплексные подходы к оценке и регулированию определяющих качественных и количественных характеристик сетевых мультимедийных порталов, используемых в образовании и науке. В их числе:

Разработана математическая модель функционирования поисковых сервисов сетевых мультимедийных порталов в условиях существенно интенсифицированных потоков данных. Даны расширенные толкования фундаментальных понятий релевантности и пертиентности.

Впервые определены и рассмотрены механизмы нормирования и гармонизации интенсифицированного мультимедийного контента с целью достижения наилучших показателей релевантности для типичных значений скоростных режимов сетевой откачки, причем показано, что применительно к интенсифицированным мультимедиа системам гармонизация является более эффективным средством повышения их качества, чем нормирование, характерное как основное средство улучшения контента для семантических систем.

Оценены последствия компрессии мультимедийного контента на показатель релевантности и качество медиа обслуживания для различных режимов сжатия информации и сделаны практические рекомендации для выбора рациональной зоны сжатия как изначального, так и гармонизированного контента мультимедиа систем.

Практическая ценность работы состоит в том, что научные положения диссертации в части полноты и точности отображения мультимедийной информации, методов упорядочения мультимедийного контента в условиях существенно интенсифицированных потоков данных, полученных в работе количественных оценок достаточности технологического уровня информационного обеспечения учебного процесса средствами мультимедиа, вошли в разделы ряда нормативных документов отраслевого значения, регулирующих внедрение новых технических средств в образовательную индустрию, таких как нетбуки - портативных устройств, предназначенных для доступа к Интернету и работы с приложениями Microsoft Office. Нетбуки становятся массовыми носимыми устройствами сетевой навигации и мультимедиа обеспечения для многих тысяч школьников, студентов, преподавателей.

Обоснованность и достоверность теоретических выводов и практических рекомендаций определяется объективностью физических основ и теоретических предпосылок, корректностью математических выкладок, использованием апробированных методов компьютерного моделирования, положительным опытом применения и улучшением известных критериев и оценок при проведении экспериментов по эффективности восприятия сетевой мультимедийной информации учебного назначения учащимися МИРЭА и его партнеров по образовательной деятельности.

Апробация и практическое внедрение результатов исследования.

Результаты исследования докладывались на 10-й Международной выставке и конференции CSTB-08, на III Международной научно-практической конференции «Единое образовательное пространство славянских государств в XXI веке: проблемы и перспективы, на Практико-ориентированной конференции МИРЭА-2008, на 57 и 58 Научно-технических конференциях МИРЭА.

На основе выводов и рекомендаций представленной к защите работы при участии диссертанта разработаны, одобрены и внедрены в практику Руководящие технические материалы (РТМ-1): «Информационное обеспечение образовательных технологий мобильными средствами аудио-видео поддержки и виртуализации» и (РТМ-2): «Информационное обеспечение образовательных технологий мобильными средствами аудио-видео поддержки и виртуализации на основе массового применения в образовательных технологиях нетбуков».

При непосредственном участии автора по отраслевым программам разработан и сопровождается мультимедийный Интернет-портал «Дети. Музыка. Кино. Интернет» (), представленный на 10-й специализированной выставке «Современная образовательная среда, 2008». В другой кафедральной разработке - сетевом мультимедийном портале «Виртуальная культурно-гуманитарная макромедиа среда учащейся молодёжи» с открытой архитектурой впервые использован выход на глобальные поисковые системы «Yandex» и «Google» с целью расширения области информационного поиска по учебной тематике.

Результаты диссертационной работы используются аспирантами и магистрантами кафедры ТИССУ МИРЭА в учебно-исследовательской работе и студентами этой кафедры в курсовом и дипломном проектировании и НИРС.

Публикация результатов работы. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах из перечня изданий ВАК и 3 учебных и методических пособия. Полный перечень авторских публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, составляющих ядро диссертации, заключения, библиографии и трёх приложений. Диссертация содержит 160 страниц текста (без учета Приложений), 41 рисунок, 9 таблиц и библиографический список из 69 наименований. Изложению работы предшествует развитый Глоссарий, отражающий обновленную терминологию в исследуемой области.


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