Найханова Л.В., Дамбаева С.В. Методы и алгоритмы принятия решений в управлении учебным процессом в условиях неопределенности
Подождите немного. Документ загружается.
141
Рисунок В.11 - Добавить или изменить данные о дисциплине
Вкладка “Модули и понятия” необходима для внесения понятий данной
дисциплины
по модулям (рисунок В.12).
Рисунок В.13 - Вкладка “Модули и Понятия”
В выпадающем списке выбирается нужная дисциплина. В левой части окна
отображается количество модулей. Выбирая необходимый модуль, пользователь заносит
понятия данной дисциплины по модулям в левой части окна.
На рисунке В.14 отображена вкладка “Междисциплинарные связи”. В левой области
142
экрана отображаются данные, относящиеся к базовой дисциплине, а правой – к дочерней. В
выпадающем списке выбирается необходимая дисциплина, причем в списке базовых
дисциплин отображаются все дисциплины, кроме той, которая выбрана в качестве дочерней.
Аналогично и для списка дочерних дисциплин.
Слева в углу экрана отображается список связей с соответствующими номерами
модулей для удобства редактирования.
Для того чтобы определить связь между двумя дисциплинами, необходимо нажать
кнопку в виде значка «>–<», после этого полученная связь отобразится в списке связей.
Для удаления ненужной связи нужно выбрать данную связь в списке и нажать
кнопку в виде значка «<–>».
Окно снизу экрана отображает список всех проставленных связей, которое
необходимо для удобства читаемости.
Рисунок В.14 - Вкладка “Междисциплинарные связи”
Графическое изображение полученного графа межпредметных связей представлено
на вкладке “Граф” (рисунок В.15).
143
Рисунок В.15 - Граф межпредметных связей
Представленный граф разбит на уровни базовой таксономии. Уровни начинаются
сверху. При желании можно перемещать вершины графа в пределах уровня.
Кружками обозначаются узлы, под которыми понимается та или иная дисциплина.
Узлам присваивается номер соответствующей темы. Узлы, относящиеся к одной и той же
дисциплине, связаны между собой горизонтальными стрелками согласно логике изучения
данного курса. Линия, которая подходит к узлу сверху, указывает наличие стока
информации. Стрелками, идущими от узлов вниз, обозначается исток информации.
Для удобства различия циклов дисциплин, круги определены различными цветами в
соответствии своему блоку (циклу). Типы контуры и эквивалентные связи в графе также
определены различными цветами.
На вкладке “Контуры” отображаются образовавшиеся контуры. В левой области
представлены все контуры. В правой области экрана отображаются связывающие
дисциплины модули (рисунок В.16).
144
Рисунок В.16 - Вкладка “Контуры”
На рисунке В.17. отображается матрица связей, каждая ячейка которой содержит
число, указывающее вес связи между дисциплинами. Дисциплины, определенные сверху
экрана являются дочерними, а дисциплины, определенные слева, – базовыми.
Рисунок В.17 - Вкладка «Матрица весов»
Нажав правой кнопкой мыши, находим контекстное меню (рисунок В.18), которое
145
позволяет просмотреть список дисциплин конкретного уровня.
Рисунок В.18 - Просмотр списка дисциплин
Рисунок В.19 - Перечень дисциплин уровня базовой таксономии
3. Описание программы прототипа распределения дисциплин учебного
плана по семестрам
Для проверки корректности разработанных методов были проведены следующие
эксперименты: моделирование нечетких регуляторов в среде MATLAB 6.0; разработка
программы прототипа, реализующей распределение дисциплин.
146
3.1. Перечень основных модулей программы
Таблица В.9 - Основные функции модулей программы
Наименование
модуля
Функция
About Содержит краткую информацию о программе и его разработчике
AverIntReg Нечеткий регулятор усреднения интенсивностей
Childwin Нечеткий регулятор проверки всего учебного плана
Conf Модуль, обеспечивающий работу формы «Настройки». Эта форма
позволяет ЛПР вводить и сохранять значения различных
параметров и ограничений
Data Модуль, содержащий описание глобальных структур и типов
данных, а также служебные функции и процедуры
DistrReg Нечеткий регулятор проверки списка дисциплин семестра
Main Модуль, обеспечивающий работу формы «Настройки». Эта форма
является главной, из нее вызываются различные методы
распределения дисциплин, а также на нее выводятся результаты
работы программы
Redist Модуль, реализующий методы распределения дисциплин
Regulator Модуль, содержащий описания абстрактного класса регулятора
Для хранения базы дисциплин и реализации механизмов нечетких регуляторов была
использована СУБД Microsoft Access. Всю базу можно условно поделить на две части: база
данных по дисциплинам; базы правил нечетких регуляторов.
Таблица В.10 - Описание сущностей базы данных
№
Наименование
сущности
Описание
сущности
Атрибуты
сущности
Описание атрибутов
ID код
Name наименование
HCnt количество часов
CompID компонент
CycleID цикл
TaksLev уровень таксономии
MaxSem количество семестров для
изучения
TranspProp возможность переноса
11.
DISC Дисциплина
Cource рекомендуемый курс
ID код 2. COMP Компонент
Name наименование компонента
ID код 3. CYCLE Цикл
Name наименование цикла
На рисунке В.20. представлены связи между описанными сущностями.
147
Рисунок В.20 - Связи между сущностями
Для реализации работы нечетких регуляторов были созданы следующие таблицы с
правилами базы знаний:
Таблица В.11 - Описание таблиц базы правил
№
Наименование
таблицы базы
данных
Описание таблицы Поля таблицы Описание полей
ID код
Cond1 Условие 1
Cond2 Условие 2
Cond3 Условие 3
1.
INTRULES Управляющие правила,
регулирующие усреднение
интенсивостей
Concl Заключение
ID код
Cond1 Условие 1
Cond2 Условие 2
2. DISTRRULES Управляющие правила,
регулирующие формирование
учебного плана семестра
Concl Заключение
ID Код
Cond Условие
3.
CHEC
KRULES
Управляющие правила,
регулирующие формирование
учебного плана
Concl Заключение
База правил описана в п. 3.4.1.
3.2. Визуальные отображения, порождаемые программой
Программа выполнена в стиле обычных Windows-приложений. После запуска
программы появляется окно, представленное на рисунке В.21.
148
Рисунок В.21 - Окно для загрузки данных
В данном окне можно загрузить данные из базы в программу. В результате
выполнения процедуры загрузки, в окне отобразятся списки всех дисциплин и названий
уровней таксономии (рисунок В.22). Для удобства просмотра дисциплин, была реализована
функция отбора по конкретному уровню таксономии. Отбор активируется двойным щелчком
мыши на названии уровня.
Рисунок В.22 - Окно для загрузки данных после выполнения загрузки
Вкладка «Первичная обработка» необходима для выполнения основных операций,
связанных с распределением данных (рисунок В.23).
149
Рисунок В.23 - Вкладка «Первичная обработка»
На рассматриваемой вкладке помимо кнопок активации основных алгоритмов также
находятся элементы, отображающие текущие значения основных критериев распределения.
Назначение кнопок:
«Сформировать» - активизирует метод поиска дисциплин, которые необходимо
разделить.
«Разделить» - активизирует метод разделения дисциплин на семестры.
«Убавить» - убавляет часы у всех дисциплин в пределах 5%.
«Следующий семестр» - активизирует метод, перехода к следующему семестру, при
этом выполняется пересчет текущих значений критериев распределения, а также сохранение
сформированного семестра в хранилище, которое в дальнейшем образует учебный план.
«Сбросить» - выполняет инициализацию значений критериев распределения.
Вкладка «Нечеткий вывод» необходима для контроля выполнения нечеткого вывода
(рисунок В.24).
150
Рисунок В.24 - Вкладка «Нечеткий вывод»
На данной вкладке можно произвольно активизировать нечеткие регуляторы. Все
результаты вывода поэтапно отображаются в окне, что позволяет постоянно оценивать
результаты нечеткого вывода и принимать решения.
На вкладке «Учебный план» (рисунок В.25) отображаются результаты
распределения дисциплин и кнопки, позволяющие сохранить и загрузить сформированный
учебный план.
Рисунок В.25 - Вкладка «Учебный план»
Для настройки основных критериев распределения создана специальная форма
«Настройки» (рисунок В.26). На этой форме можно задать нормы интенсивностей дисциплин