Разработка программных средств

Разработка программных средств. Для реализации поставленных задач первоначально была запрограммирована разработанная система хранения фактов и правил в базе знаний. Она была представлена как совокупность таблиц, составляющих единую базу знаний Входная информация для блока получения продукций представлена в виде таблицы, в которой хранятся факты и правила, необходимые для работы механизма вывода продукционных систем.

Для обеспечения возможности многократного использования обучаемым одной и той же модели в процессе обучения, а так же для обеспечения проверки выполняемых заданий разработан блок перегенерации способа задания геометрических примитивов для приведения ох представления в системе к унифицированному виду. Он запускается каждый раз при выборе задания и приводит представление геометрических примитивов к виду, необходимому для работы механизма вывода.

При этом в базу фактов могут быть внесены новые факты. Для обеспечения гибкости разработанного механизма вывода его программная часть содержит ряд перенастраиваемых параметров, которые изменяются самой программой в процессе ее работы в зависимости от текущей задачи. Параметры настройки механизма вывода вынесены в простейшую по своей структуре базу знаний.

База знаний разбита на два элемента, хранящихся в отдельных файлах. Информация в этих файлах храниться в формате таблиц Dbase, что значительно облегчает ее редактирование и дополнение при необходимости. Процесс работы блока получения последовательности действий с базой знаний следующий 1 После анализа задания, выданного пользователю, система выбирает из базы графических примитивов необходимые элементы, рассматривае мые системой далее как факты. 2 Производится перебор существующих правил, хранящихся в базе пра вил rights. dbf, if m. dbf, proc. dbf, param. dbf. На каждом шаге система пытается подставить в правило выбранные на предыдущем шаге фак ты и в случае успеха выполняет соответствующую правилу процеду- ру. 3 После нахождения последовательности элементарных геометрических преобразований для совмещения примитива с соответствующим ему элементом системы координат система выполняет преобразование, описанное в задании относительно соответствующего элемента системы координат. 4 В последовательность геометрических преобразований добавляются действия для возврата примитива в исходное положение.

На базе разработанного механизма вывода построен блок обеспечения работы обучающего и контролирующего режимов раздела Продукционные системы. При работе пользователя в этих режимах наряду с выводом на экран последовательности геометрических преобразований, выводятся выполненные правила, которые наглядно показывают процесс формирования требуемой последовательности действий.

Использование механизма вывода для продукционных систем состоит в том, что на его основе производится выборка и взаимная ориентация необходимых в каждый конкретный момент элементарных геометрических преобразований.

Для обеспечения работы СДО в предусмотренных режимах был разработан блок выдачи заданий обучаемому. При этом задания, выдаваемые в разделе Геометрические преобразования не отличаются от заданий, выдаваемых в разделе Продукционные системы. Задания обучаемому генерируются системой случайным образом, что в совокупности с перегенерацией способа задания опорных элементов практически исключает повторы системы при повторной работе в прежнем режиме одного и того же пользователя.

Кроме того, в блоке выдачи задания все возможные варианты задач распределены по уровням сложности. Так как большинство режимов СДО строится на выполнении именно практических заданий, через данный блок стало возможным устанавливать уровни сложности для работы с конкретным обучаемым по его желанию.

Задания распределены по уровням сложности исходя из сложности построения алгоритма получения требуемого преобразования см приложение 6 При работе обучаемого в контролирующем режиме его задачей является выполнение выдаваемых системой заданий, т. е. формирование требуемой последовательности преобразований. Для обеспечения контроля действий обучаемого, корректировки его работы, привития практических навыков и проверки выполнения задания для самостоятельной работы был разработан контролирующий блок. В его задачу входит контроль правильности результирующего преобразования. Первоначальная версия реализации механизма вывода со всеми обеспечивающими функциями занимала порядка 3000 строк исходного текста, однако в последующих версиях ее размер сокращен до 1000 строк.

С учетом подключения к механизму вывода других блоков о чем говорилось выше размер реализации составил 1400 строк исходного текста.

Отметим, что размер только одной алгоритмической реализации блока получения любой последовательности преобразований с учетом многообразия входных данных составил бы около 7000 строк исходного текста без учета размеров всех остальных требуемых блоков. При этом реализация вспомогательных блоков выдачи задания, контроля и т. д. на базе созданного блока получения отношений уже невозможна, что еще более увеличивает суммарный объем программы.

Так как разработанная система является системой дистанционного образования, то связь обучаемого и преподавателя обеспечивается через линии коммуникации например телефонная сеть. При этом размер передаваемых данных является довольно существенным моментом. Концепция построения рассматриваемой СДО Геометрические преобразования Продукционные системы в целом направлена именно на минимизацию размера передаваемых по коммуникационным каналам данных. 3. 3.